سنتعرف في هذه المقالة على ماهي الحوسبة السحابية Cloud Computing ، وتعريفها، وكيفية الوصول إلى خدماتها، وسنفرق بين أنواعها المختلفة، ونفصل مكوناتها، وكيف ظهرت في التعليم، وسنسرد أهم مزوديها.
ما هي الحوسبة السحابية Cloud Computing ؟
تعرف الحوسبة السحابية Cloud Computing بأنها توفير مصادر تقنية المعلومات حسب طلب المستخدمين عبر الإنترنت،
وتسعير التكلفة حسب الاستخدام.
فيمكن بذلك الوصول إلى خدمات الخوادم، ومراكز البيانات، وقواعد البيانات، والتخزين، والاستفادة من خدماتها التكنولوجية بشكل دائم عن بعد بدلا من امتلاكها، بطريقة تعتمد على احتياجات المستخدمين. ويوفر ذلك في التكاليف المادية بشكل كبير.
وقد ظهر مصطلح الحوسبة السحابية للمرة الأولى في فترة الستينات من القرن العشرين، في كتاب دوغلاس بارخيل (Douglas Parkhill) والذي نشره عام 1966 "تحدي المرفق الحاسوبي".
وأخذت تنتشر بعد ذلك شيئا فشيئا مع التوسع في انتشار مواقع الإنترنت وزيادة خدماتها، وظهور بريد الويب والسماح بسعة تخزينية لحفظ ملفاتك في السحابة.
مقدمة عن الحوسبة السحابية Cloud Computing
هناك تعريفات عديدة للحوسبة السحابية، ووفقا لتعريف موسوعة ويكيبيديا، فإن هذا المصطلح " الحوسبة السحابية Cloud Computing " هو مصطلح يشير إلى المصادر، والأنظمة المتوافرة تحت الطلب بالحاسوب عبر الإنترنت، والتي تستطيع توفير عدد من الخدمات الحاسوبية المتكاملة دون التقيد بالموارد المحلية، بهدف التيسير على المستخدم".
وتعتمد الحوسبة السحابية Cloud computing على نقل المعالجة، ومساحة التخزين، والبيانات الخاصة من على الحاسب إلى ما يسمى بالسحابة Cloud، التي يمكن تمثيلها في خادم Server يتم الوصول إليه عن طريق الإنترنت، ويتم عن طريقه تحويل البرامج من منتجات إلى خدمات يمكن توزيعها ومشاركتها بين المستخدمين.
موارد الحوسبة السحابية
تشمل تلك مواردذ الحوسبة السحابية Cloud Computing Recourses:- مساحة لتخزين البيانات
- النسخ الاحتياطي
- المزامنة الذاتية
ويمكن أن تتضمن أيضا:
- قدرات المعالجة البرمجية
- جدولة المهام
- البريد الإلكتروني
- الطباعة عن بعد
خصائص الحوسبة السحابية Cloud Computing
يمكننا تحديد الخصائص التي تميز الحوسبة السحابية بما يلي:
- إمكانية استخدام التطبيقات المتاحة في الحوسبة السحابية من خلال مستعرض الويب بدون الاعتماد على نظام تشغيل محدد، وهو ما يعني استخدامها بشكل ذاتي من قبل المستخدمين. كما تستخدم بيئات الحوسبة السحابية واجهات API التي تمكن المستخدمين من التفاعل مع الخدمات والتطبيقات السحابية بنفس الطريقة التي يتفاعلون بها مع تطبيقات الكمبيوتر التقليدية.
- الحوسبة السحابية متاحة طوال الوقت، ويمكن الوصول إلى تطبيقاتها ومواردها طوال الوقت ومن أي مكان على اتصال بها.
- إمكانية تقاسم موارد الحوسبة السحابية وتكاليفها عبر مجموعة كبيرة من المستخدمين الذين يستفيدون من خدماتها.
- تعتمد الحوسبة السحابية بشكل كبير على مركزية بنيتها التحتية، وهو ما يؤدي إلى انخفاض تكاليف تأسيسها، وينعكس كذلك على تخفيض تكاليف الصيانة الخاصة بالمعدات والبرمجيات.
- يحسن استخدام الحوسبة السحابية من كفاءة استخدام الطاقة الكهربائية في تشغيل الأجهزة، ويحقق مرونة عالية في استخدام سعة الموارد والتطبيقات التي تتطلب إمكانيات تحميل وتشغيل عالية.
- تحسن الحوسبة السحابية من طرق تأمين البيانات ويرجع ذلك إلى مركزية تخزين البيانات في مكان واحد.
- يعتمد مبدأ استخدام الحوسبة السحابية على الخدمة عند الطلب، وهو ما يعني التدرج في توزيع الخدمات على المستخدمين، وهو ما يحول دون وقوع أحمال زائدة على موقع السحابة.
- إمكانية قياس جميع موارد ومصادر الحوسبة السحابية لكل مستخدم بشكل يومي، أو أسبوعي، أو شهري، أو سنوي، وهو ما يسهم في تحقيق كفاءتها الفعلية.
أنواع الحوسبة السحابية Cloud Computing Types
حدد المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا NIST أربعة نماذج أو أنواع للحوسبة السحابية من حيث الانتشار وهي:
1- الحوسبة السحابية العامة
Public cloud computing
يعبر هذا النموذج عن الحوسبة السحابية من منظور تقليدي حيث يتم توفير المصادر وفقاً لأساس الخدمة الذاتية عبر شبكة الإنترنت، وذلك من خلال تطبيقات الويب وخدماتها المختلفة عن طريق طرف ثالث بعيد عن الموقع والذي يقوم بتحصيل الفواتير والنفقات بناءً على أساس الحوسبة الخدمية.
2- الحوسبة السحابية الخاصة
Private cloud computing
يتم تأسيسها داخل المؤسسة أو المنظمة لتفرض سيطرتها على إدارة البيانات والعمليات دون قيود عرض حزمة الشبكة ، والتحكم في المسائل الأمنية والمتطلبات القانونية التي تترتب على استخدام خدمات الحوسبة السحابية العامة، ويكون وصول المستخدمين للسحابة واستخدامها مقيد ومحدد.
3- الحوسبة السحابية المجتمعية
Community cloud computingيتم إدارة نموذج الحوسبة السحابية المجتمعية والتحكم به من قبل مجموعة من المنظمات، حيث يكون بالإمكان إنشاء سحابة مشتركة لمجموعة من الشركات أو المؤسسات يكون لها نفس المتطلبات، فتتم مشاركتها في البنية التحتية بهدف تحقيق المصالح والفوائد المشتركة.
4- الحوسبة السحابية الهجينة
Hybrid cloud computingهي مزيج بين الحوسبة السحابية العامة والخاصة، حيث يستعين المستخدمون في هذا النموذج بخدمات الحوسبة السحابية العامة لمعالجة المعلومات و الأعمال غير الحيوية، ويتم حفظ المعلومات والبيانات باستخدام الحوسبة السحابية الخاصة.
وتكون البنية التحتية للمضيف عبارة عن خليط فيما بين مضيف السحابة والخوادم المخصصة للإدارة.
مزايا الحوسبة السحابية
لخص عدد من الباحثين مزايا الحوسبة السحابية في النقاط التالية:
- ارتفاع العائد على الاستثمار (ROI).
- تقليل تكاليف التنفيذ والصيانة.
- زيادة التنقل لدعم قوة العمل العالمية.
- بنى تحتية مرنة وقابلة للتطوير.
- وقت قصير للوصول إلى السوق.
- تحول إدارة تقنية المعلومات من التركيز على الابتكارات إلى التركيز على الصيانة والتنفيذ، وتجهيز مراكز البيانات.
- زيادة توافر التطبيقات عالية الأداء للشركات الصغيرة ومتوسطة الحجم.
خدمات الحوسبة السحابية Clous Computing Sevices
تقدم الحوسبة السحابية العديد من الخدمات التي يمكنها في مجال التعليم بشكل مجاني، ونذكر من هذه الخدمات:
- خدمات البريد الإلكتروني E-mail،
- وخدمات التراسل الفوري Messaging،
- وأدوات التشارك بيم المستخدمين،
- ومجموعة التطبيقات المكتبية والتي تمكن من إنشاء كافة أنواع الوثائق والمستندات Documents،
- والتخزين السحابي Cloud Storage،
هذا بالإضافة إلى إمكانية إتاحة منصات التطبيقات عبر السحابة السحابية، والتي تسمح بإنشاء مواقع الويب، ويمكن عن طريقها تقديم خدمات نظام إدارة التعلم Learning Management Systems.
دعونا نستعرض بعض هذه الخدمات بشيء من التفصيل:
خدمات البريد الإلكتروني E-Mail
توفر معظم خدمات الحوسبة السحابية خدمة البريد الإلكتروني عن طريق إرسال واستقبال الرسائل البريدية النصية، مع إمكانية إرفاق الملفات بها.
ومن أمثلة خدمات البريد الإلكتروني المقدمة عن طريق الحوسبة السحابية:
- بريد جيميل من شركة جوجل Google Gmail
- بريد مايكروسوفت Microsoft Outlook
خدمات التراسل ومؤتمرات الفيديو Messaging & Video Conference
وهي الخدمات التي يتم فيها التراسل بشكل نصي بين المستخدمين عبر السحابة، ويمكن كذلك التواصل عن طريق الصوت والفيديو، ويمكن توسيع هذه الخدمة والمحادثات لتشمل أكثر من شخص وينتج عنها مؤتمرات الفيديو.
ومن أمثلتها
- تطبيق Google Hangouts
- برنامج Windows Live.
خدمات إنشاء الوثائق والمستندات
وتمكن هذه الخدمة من إنشاء المستندات على اختلاف أنواعها، وملفات العروض التقديمية والجداول الحسابية، وتسمح بالمشاركة في إنشائها عبر السحابة لتكون ملفات تشاركيه يمكن الوصول إليها عبر الروابط الخاصة بها، ومن أشهر هذه الخدمات:
- خدمة Google Drive
- خدمة Microsoft Sky Drive
خدمات الحوسبة السحابية للتخزين ومشاركة الملفات
تمكن خدمات الحوسبة السحابية من إنشاء الملفات وتخزينها على السحابة. مثل ملفات النصوص، والعروض التقديمية، وأيضا ملفات الوسائط كبيرة الحجم مثل ملفات الصوت وملفات الفيديو، ويمكن مشاركة هذه الملفات بسهولة.
ومن أشهر خدمات الحوسبة السحابية للتخزين ومشاركة الملفات
• خدمة جوجل درايف Google Drive
• خدمة سكايب Microsoft Sky Drive
خدمة المدونات Blogs عبر الحوسبة السحابية
المدونة عبارة وهي صفحات ديناميكية على الويب، يتم ترتيب موضوعاتها وفقا لتاريخ نشرها، ويمكن للمستخدمين التعليق عليها. وتتيح جوجل Google هذه الخدمة من خلال موقع Google Blogger.
انتقال الحوسبة السحابية إلى التعليم
تعتمد الحوسبة السحابية على نقل المعالجة، ومساحة التخزين، والبيانات الخاصة من جهاز حاسوب إلى ما يسمى بالسحابة Cloud، وهي عبارة عن جهاز خادم Server يتم الوصول إليه عن طريق الإنترنت، أي أنها قد حولت برامج تقنية المعلومات من منتجات إلى خدمات.
تتميز السحابة بحل مشاكل صيانة وتطوير البرامج عن الشركات المستخدمة لها، وبالتالي تركز مجهودات الجهات المستفيدة على استخدام الخدمة فقط.
استخدام الحوسبة السحابية في التعليم
تمثل خدمات الحوسبة السحابية التعليمية مجموعة متنوعة ومتزايدة من الخدمات المفيدة المتاحة على شبكة الانترنت، وهي تمثل العنصر الأكثر ابتكارا وتطورا سريعا في تكنولوجيا التعليم والتعلم .
وذلك لما تتميز به من توفير للخدمات المتعددة التي من شأنها أن تكون مفيدة جدا للطلاب وأعضاء هيئة التدريس والموظفين.
بدأت خدمات الحوسبة السحابية تنتشر في قطاع التعليم بسرعة، وذلك بفضل دخول شركات عالمية مشهورة في هذا المجال، مثل:
- مايكروسوفت Microsoft
- جوجل Google
- أي بى إم IBM
- إتش بى HP
- أمازون Amazon
تقدم المنصات القائمة على السحابة خدمات مجانية من حيث التكلفة إلى المؤسسات التعليمية مثل:
- البريد الإلكتروني e-mail
- التراسل الفوري messaging
- التطبيقات المكتبية لإنشاء ومشاركة المستندات
- التخزين storage
- مواقع الويب الشخصية
- أنظمة إدارة التعلم Learning Management Systems
مكونات الحوسبة السحابية
هناك مكونات عديدة لأنظمة وأنواع الحوسبة السحابية المختلفة، نجملها فيما يلي:
البنية التحتية Infrastructure-as-a-Service (IaaS)
يختص هذا المكون بأساسيات الحوسبة السحابية المتعلقة بتوفير العتاد والشبكات ومراكز البيانات، وهي العناصر اللازمة لبناء كافة مصادر وموارد الخدمة.
المنصات Platform-as-a-Service (PaaS)
توفر المنصات كافة ما يحتاجه المطورون ضمن نطاق الحوسبة السحابية لبناء تطبيقات الويب، من أدوات التطوير القياسية، وإتحتها ضمن المصادر الافتراضية القياسية للسحابة، مثلا ما تقدمه خدمة جوجل (Google App Engine)، وخدمة (Azure) ضمن سحابة مايكروسوفت.
البرمجيات Software-as-a-Service (SaaS)
تشمل البرمجيات كخدمة التطبيقات التي تتم إتحتها للمستخدم النهائي، مثل تطبيقات البريد الإلكتروني email، وتطبيقات إدارة علاقات الزبائن CRM، وتطبيقات أنظمة إدارة سير العمل WMS.
المستخدمين Clients
ويمثلون مستخدمي خدمات الحوسبة السحابية من خلال أجهزتهم المختلفة (موبايل ، تابلت، حاسبوب شخصي) للاستفادة من خدماتها المختلفة، سواء كان ذلك عن طريق برامج الاستعراض، أو التطبيقات المختلفة.
مزودي الحوسبة السحابية في التعليم
اتجهت العديد من الشركات العالمية في الفترة الأخيرة لتقديم حلول وخدمات الحوسبة السحابية، ومنها شركة جوجل Google، التي تتيح تطبيقاتها السحابية بشكل مجاني في التعليم العالي للكليات والجامعات والمجموعات التعليمية.
ووفرت شركة أمازون Amazon لخدمات الويب كافة أحجام البنى التحتية والمنصات لخدمة المعاهد والجامعات على سحابتها التعليمية.
وتوفر شركة IBM تطبيقات تعليمية متنوعة للمؤسسات التعليمية ليتم دمجها مع بنيتها التحتية ومشاريعها الإنتاجية والتقنية.
كما توفر شركة HP نظام حلولها التقنية لتصميم واستخدام قدرات الحوسبة السحابية في التعليم.
وسنعرض فيما يلي بعض المعلومات الخاصة بكل خدمة من هذه الخدمات.
سحابة مايكروسوفت التعليمية
تمتلك Microsoft أيضًا إصدارًا خاصًا من تطبيقات الحوسبة السحابية الإنتاجية الموجهة للطلاب والمعلمين وتتمثل في: Office 365 Education. Office 365 هو إصدار الاشتراك المستند إلى السحابة من Microsoft Office ، والذي يتضمن تطبيقات مثل Microsoft Word و PowerPoint و Excel. بدلاً من تنزيل البرامج على محرك الأقراص الثابتة.
يمكنك إعداد حساب Office 365 وحفظ جميع مستندات Office على السحابة للوصول إليها بسهولة. يحتوي Office 365 Education على تطبيقات من الإصدار القياسي، بالإضافة إلى أدوات الفصل الدراسي الإضافية.
Office 365 Education مجاني للطلاب والمعلمين، كل ما عليك هو أن تسجل دخول على الموقع الخاص به بحساب البريد الإلكتروني الخاص بالمؤسسة التعليمية التي تتبعها.
ويعتبر تطبيق Microsoft Live@edu هو التطبيق السحابي الذي توفره مايكروسوفت للطلاب، والباحثين، والموظفين، وأعضاء هيئات التدريس، إضافة إلى عناوين البريد الإلكتروني وغيرها من التطبيقات الأساسية التي تتيح المرونة وتوفر والتعاون والتواصل المباشر خلال الإنترنت، ويتضمن ذلك:
- إنشاء المواقع
- مشاركة الملفات
- معالجة النصوص والعروض التقدمية
- مشاركة المصادر
- الصوت عبر بروتوكول الإنترنت
سحابة جوجل التعليمية
تشتهر Google بتطبيقات إنتاجية G Suite، والتي تشمل Gmail و Hangouts والتقويم و Google Drive و Google Docs.
جميع تطبيقات G Suite موجودة على السحابة. يُطلق على إصدار الفصل الدراسي الخاص اسم G Suite for Education، والذي يتضمن ميزات إضافية لتطبيقات مثل مستندات Google وجداول البيانات و Drive و Gmail وغيرها. باستخدام علامة التبويب "استكشاف"، على سبيل المثال ، يمكن للطلاب استخدام اللغة الطبيعية لإدخال الصيغ في "جداول البيانات" أو الحصول على اقتراحات التخطيط في "العروض التقديمية". يربط منتج آخر ، Google Classroom ، تطبيقات Google السحابية عبر الإنترنت (مثل التقويم أو المستندات) بحيث يسهل إكمال المهام أو جدولتها باستخدام محور مركزي.
تتوفر تطبيقات جوجل Google للسحابة التعليمية بشكل مجاني للكليات والجامعات والمجموعات التعليمية، وتتضمن مجموعة جوجل التطبيقات التالية:
- بريد جوجل Gmail
- مواقع جوجل Google Sites
- فيديوهات جوجل التعليمية Google Video for Education
- برنامج جوجل للدردشة Google Talk
- محرك جوجل Google Drive لإنشاء ومشاركة المستندات
خدمات سحابة أمازون التعليمية
توفر خدمات أمازون السحابية Amazon Cloud Services قدرة حوسبة يمكنها تغيير حجم السحابة، وهي مصممة لجعل الحوسبة على نطاق الويب أسهل بالنسبة للمطورين.
تخدم سحابة أمازون العديد من الخدمات، تشمل: خدمة أمازون المطاطية للحوسبة السحابية Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2)، وهي عبارة عن خدمة ويب تقدم حاسب افتراضي Virtual machine بقدرة معالجة مركزية إضافية لأغراض التنظيم المؤسسي. (Amazon Web Services)
هذا بالإضافة إلى خدمة أمازون للتخزين البسيط Amazon Simple Storage Service (Amazon S3)، تسمح هذه الخدمة للطلاب وأعضاء هيئات التدريس والباحثين من تخزين المواد بسعات محدودة على مساحة تخزين أمازون الظاهرية.
وخدمة قائمة انتظار أمازون البسيطة Amazon's Virtual storage_Amazon Simple Queue Service (SQS)، وهي تقدم نوع مختلف من خدمة تمرير الرسائل عن طريق واجهة برمجية API، لتمكن المعلمين من مراسلة بعضهم البعض.
خدمة أمازون البسيطة لقواعد البيانات Amazon SimpleDB: وهي خدمة ويب لتشغيل استعلامات البيانات الهيكلية في الوقت الحقيقي.
خدمة مختبر حاسبات أمازون الافتراضي Amazon Virtual Computing Laboratory: وهي عبارة خدمة مجانية للوصول مصادر حوسبة مؤمنة ومحمية توفر الوصول إلى خدمات الحوسبة واسعة المدى تشمل المصادر، وتخزين البيانات والمعلومات ، والبرمجيات.
سحابة IBM الأكاديمية
تتميز سحابية IBM الأكاديمية بإمكانية وصولها إلى عدد واسع من الحسابات الشخصية على مشروع IBM للحوسبة السحابية ، وهي تقدم خدمات مصممة للتعليم والتدريب . ويعكف باحثوها على ابتكار الجيل القادم من تقنيات الحوسبة السحابية.
وتجعل سحابة IBM من السهل على كل من الطلاب وأعضاء هيئات التدريس والإداريين الوصول الفوري إلى مجموعات واسعة من الموارد التعليمية الجديدة، والوصول إلى البرامج والأدوات البحثية ، و أجهزة الخوادم التعليمية ببساطة .
ويمكن لأعضاء سحابة IBM الأكاديمية التالي:
- تنفيذ حلول السحابة التقنية على أساس تعليمي للغرض العام، والخاص.
- مشاركة خدمات السحابة وتقنياتها، بين أعضاء هيئات التدريس، والباحثين، والمطورين، والشركاء، لتعريف وتحديد التقنيات السحابية الناشئة.
- التعاون مع الأقران والمطورين في جميع أنحاء العالم بالتواصل القائم على السحابة للوصول إلى ممارسات جيدة، وتبادل الأفكار والرؤى.
خدمات HP السحابية للتعليم
تعتبر خدمة HP للحوسبة السحابية المجمعة HP Converged Cloud بيئة هجينة تعتمد هيكلية مشتركة تجمع بين تقنية المعلومات التقليدية، والحوسبة السحابية الخاصة.
تم تصميم هذه البنية الجديدة للحوسبة السحابية المجمعة خصيصاً للمشاريع، ولتوفير قوة الحوسبة السحابية للبنى التحتية والتطبيقات والمعلومات، وذلك حرصاً على تقديم تعدد الخيارات، وذلك من خلال اعتماد مقاربة تقوم على المعايير، وتدعم برامج إدارة التجهيزات الافتراضية، وأنظمة التشغيل، وبيئات التطوير، إضافة إلى البنية التحتية متنوعة المكونات، بالإضافة إلى والبيئات القابلة للتوسعة لدى الشركاء.
تعتمد حوسبة HP السحابية نظام المنصة المفردة التي توفر الكثير من التطبيقات والخدمات مع مجموعة واسعة من المصادر التي تقدم حسب الطلب. وهي تتميز بالمميزات التالية:
- إدارة وتوصيل تطبيقات النهاية للنهاية المؤتمتة End-to-End automated application.
- توحد وتسيطر على بوابات الخدمة الذاتية عن طريق خدمة الكتالوج المبنية بها.
- إدارة ذات دورة حياة مكتملة.
- متابعة تطوير كتالوج خدمات السحابة.
- تدعم الإدارة المتعددة لإدارات العملاء، والطلاب، وأعضاء هيئات التدريس، والباحثين.
- توفر قابلية التدرج بنقرة واحدة في القت المناسب.
- تبتكر معايير مفتوحة لدعم أنواع متعددة من التطبيقات.
- توفر الأمن والخصوصية.
ذكي، مروة. (2012). تطوير نظام تعليم إلكتروني قائم على بعض تطبيقات السحب الحاسوبية لتنمية التفكير الابتكاري والاتجاه نحو البرامج التي تعمل كخدمات. مجلة كلية التربية، جامعة الأزهر، مصر، ج (2)، ع(147)، 541 – 600.
شريف، وفاء عبد العزيز؛ حسن، محمد عبد الهادي؛ كردين، سميرة عبد الله؛ اليافي، وفاء عبد البديع. (2013). فاعلية أوعية المعرفة السحابية ودورها في دعم نظم التعليم الإلكتروني وتنمية البحث العلمي بالمملكة العربية السعودية. المؤتمر الدولي الثالث للتعلم الإلكتروني والتعليم عن بعد، الرياض 1434 – 2013.
الشيتي، إيناس محمد إبراهيم. (2013). إمكانية استخدام تقنية الحوسبة السحابية في التعليم الإلكتروني في جامعة القصيم. المؤتمر الدولي الثالث للتعلم الإلكتروني والتعليم عن بعد، الرياض 1434 – 2013.