City College of New Yorkin opiskelijat saavat käytännön kokemusta pilvipalvelun käytöstä

City College of New York päätti käyttää Google Cloud Platformia virtualisoinnin, konttien ja muiden avoimen lähdekoodin tekniikoiden opetuksessa sen sijaan, että rajalliset resurssit olisi käytetty uuden infrastruktuurin rakentamiseen. Nyt opiskelijat saavat arvokasta käytännön koulutusta ennen astumistaan tietojenkäsittelyalalle.

Tietojenkäsittelytieteen laitosten opetuksessa on käsiteltävä – niin teorian kuin käytännön kannaltakin – työpaikoilla käytettävää uusinta tekniikkaa, mikä nykyään tarkoittaa pilvipalveluita ja niihin liittyviä tekniikoita, kuten virtualisointia. Useimmilla yliopistoilla ei kuitenkaan ole resursseja luoda uutta infrastruktuuria, joka tukisi näitä tekniikoita. Lisäksi kehitystahti on niin huimaa, että on lähes mahdotonta pysyä ajan tasalla uusimmista käyttöympäristöistä, työkaluista ja kielistä.

City College of New York ‑korkeakoulussa (CCNY) haluttiin antaa opiskelijoille käytännön kokemusta virtualisoinnista, konteista ja muista pilvitekniikoista, joita käsiteltiin puutteellisesti senhetkisissä oppikirjoissa ja muussa kurssimateriaalissa. CCNY:ssä tarvittiin uusi strategia, jonka avulla opetus pysyisi tietoteknisen kehityksen mukana kustannustehokkaalla ja käytännöllisellä tavalla.

”Monet tietojenkäsittelytieteen ohjelmat ovat melko teoreettisia ja lähestyvät ydintietorakenteita, algoritmeja ja käyttöjärjestelmiä perinteisillä tavoilla”, CCNY:n tietojenkäsittelytieteen dosentti Peter Barnett toteaa. ”On tärkeää saada opiskelijat ajattelemaan asiaa uudelta kannalta. Meidän on tarjottava visionääristä koulutusta, jotta opiskelijoistamme tulee laaja-alaisia tietojenkäsittelyn ammattilaisia.”

Google Cloud Platform auttaa kehittämään kattavan tietojenkäsittelyn opetusohjelman

CCNY:n ajatushautomon eli Zahn Innovation Centerin toimitusjohtaja Lindsay Siegel kehotti Barnettia hakemaan Google Cloud Platform (GCP) Education ‑apurahaa. Zahn Innovation Centerin palvelut sisältävät yrittäjyysvalmennusta, mentorointia, pro-bono‑palveluita sekä nopeiden prototyyppien valmistamistiloja.

Kun Barnett esitteli GCP:n ensimmäisen kerran kurssillaan, hän antoi opiskelijoille tehtävän, jonka tarkoituksena oli saada nämä pohtimaan, miten pilvialustat toteuttavat perinteisten käyttöjärjestelmien ja sovelluspalvelimien toimintoja. Opiskelijat saivat pohtia kysymystä ”Missä olet?” – oliko kyseessä kontti vai virtuaalikone? Miten voi tietää, onko sijaintina tietty palvelin vai hajautettujen koneiden klusteri?

Opiskelijat saivat valita, halusivatko he käyttää GCP:tä vai toista pilvitekniikan tarjoajaa. Barnettin mukaan monet GCP:n valinneet pitivät tutoriaaleja intuitiivisina, mikä helpotti datan tuontia ja sovellusten kehittämistä. Jos projektien käynnistämisessä ilmeni ongelmia, opiskelijat saivat tukea GCP-tiimiltä ja CCNY:n professoreilta.

Muutamat opiskelijat työskentelivät Google App Enginen parissa ja tutkivat konttien toimintaa, kun taas toiset päättivät tutustua yhteen Google Compute Enginen sovelluksen kehittämistä käsittelevistä tutoriaaleista. Kaikki opiskelijat selvittivät, miten heidän virtuaalikone- tai konttiympäristöjään voi tutkia Linux-komennoilla, ja tutkivat tietokantojen backend-tietoja SQL-komennoilla.

Insinöörien ajattelutapaan kannustamassa

Pilvialustaan uppouduttaessa opiskelijoita kannustettiin ajattelemaan pilveä käsitteenä, mutta myös ymmärtämään, että pilvipalvelussa ollessaan he edelleen käyttivät konkreettista laitteistoa. He lukivat artikkeleita, katsoivat tutoriaaleja ja kokeilivat, mitä he pystyivät tekemään konteissa ja niiden ulkopuolella. He huomioivat muistin ja suorittimen käytön ja oppivat, kuinka virtuaalista tallennustilaa tarjotaan ja kuinka heidän IP-osoitteensa selvitetään.

Kolme opiskelijaa – Nissan, James ja Michael – ei tyytynyt minimivaatimuksena olleen näytesovelluksen kehittämiseen. ”He toivat omat tietovarastonsa ja kehittivät omat sovelluksensa. Työ onnistui hyvin, ja he saivat hyvän vaikutelman Googlen toiminnasta työskentely-ympäristönä”. Barnett kertoo.

Tärkeät kysymykset: miksi ja miten

Kun opiskelijoita kannustetaan esittämään omia kysymyksiä, he saavat aiheesta paljon enemmän irti. Harjoitusten aikana opiskelijat kirjasivat, miten kauan sovellukselta kesti vastata, jos sijaintipaikkana oli Iso-Britannia tai Yhdysvallat. Tehtävässä oli pohdittava tavallista syvällisemmin sitä, missä fyysiset tietojenkäsittelyresurssit sijaitsevat. Eräs opiskelija tutki GCP:n MySQL-tietokantaa omassa Cloud-projektissaan saadakseen tietää, minne järjestelmätiedostot oli talletettu.

Barnett rohkaisi ryhmäänsä opiskelemaan heitä eniten kiinnostavia pilvitekniikoita. Jotkut opiskelijat tutustuivat Kubernetesin käyttöön konttien hallinnassa, kun taas toiset kokeilivat kuormituksen tasapainottamista MongoDB:ssä. Tämän jälkeen opiskelijat jakoivat kokemuksiaan saadakseen paremman käsityksen erilaisista ympäristöistä.

"Opiskelijat eivät työskentele tulevaisuudessa käsinkosketeltavien palvelinlaitteistojen parissa. Pilvi ei ole pelkästään tulevaisuutta, se on jo nykypäivää."

Peter Barnett, Tietojenkäsittelytieteen dosentti, City College of New York

Demon jälkeen

Professori Barnettin luotsaamalla lopputyökurssilla CCNY:n opiskelijat käyttävät tällä hetkellä GCP:tä sellaisten vakavasti otettavien ohjelmistoprojektien backend-toimintojen toteuttamiseen, joilla on merkittävää tieteellistä, yhteiskunnallista ja liiketoiminnallista potentiaalia.

Hänen viiden tiiminsä projekteja ovat koneoppimisen käyttö käsinkirjoitetun tekstin optisen merkintunnistuksen kehittämisessä, valmentajien, fysioterapeuttien ja heidän asiakkaidensa avustaminen oikean harjoitusmuodon kehittämisessä ja säilyttämisessä, patenttihaun tehostaminen yhdistetyn sisällönanalyysin ja koneoppimisen avulla, metroasemien ja muiden julkisten sisätilojen mallinnus näkövammaisten liikkumisen helpottamiseksi sekä käyttäjäpalautteen mukaan muuttuvan näennäissatunnaisen musiikin luominen tekoälyn avulla.

Useimmissa näistä projekteista käytetään tekoälyä sisällönanalyysin ja koneoppimisen muodossa, ja GCP tukee projekteja antamalla niiden käyttöön laajan valikoiman ML-Enginen ja BigQueryn kaltaisia sovellusliittymiä. Google for Education ‑tiimi antoi GCP:llä runsaasti aikaansa kullekin Barnettin tiimeistä auttaakseen niitä käynnissä olevassa kehitys- ja testaustyössä.

Käytännön kokemusta

Tietojenkäsittelyn ammattitaidon hankkiminen edellyttää tutustumista nykypäivän työpaikoilla käytettyihin työkaluihin niin teoriassa kuin käytännössäkin. GCP:n ja muiden pilvipalvelujen avulla CCNY saa käyttöönsä huippuluokan kehittäjätyökalut ja laajamittaisen pilvi-infrastruktuurin ilman suuria investointeja. Opiskelijat oppivat käyttämään eri kieliä ja pilvialustoja, kuten Pythonia, Rubya, Sinatraa ja GCP:tä. Näitä työkaluja ja kieliä ei monissa kouluissa ole mahdollista käyttää, sillä rajalliset resurssit estävät moniin erilaisiin tekniikoihin tutustumisen. GCP tarjoaa edullisen tavan tarjota moderneja tietotekniikkaympäristöjä kaikkien opiskelijoiden ja laitosten tarpeisiin skaalautuvalla tavalla.

”Pilviympäristö on käyttöjärjestelmän moderni ilmentymä”, Barnett sanoo. ”Opiskelijat eivät työskentele tulevaisuudessa käsinkosketeltavien palvelinlaitteistojen parissa. Pilvi ei ole pelkästään tulevaisuutta, se on jo nykypäivää.”

Kiitos tilauksesta!

Kerro meille enemmän kiinnostuksen kohteistasi.