شرح الموضوع
وصف أنظمة الحوسبة السحابية والبنية التحتية الخاصة بها، مع التركيز على فهم كيفية عملها ومكوناتها الأساسية.
نتاجات التعلّم
- أُبيّن مفهوم الحوسبة السحابية، والتخزين السحابي.
- أوضّح أنواع الحوسبة السحابية والخدمات التي تقدمها.
- أوضّح مكونات الحوسبة السحابية.
أين تعيش ملفاتك وبرامجك؟
يواجه الأفراد والمؤسسات تحديات كبيرة عند التعامل مع أنظمة الحوسبة مثل مشكلات في السرعة أو ضخامة البيانات، وعدم توافر مساحة تخزينية كافية، أو التعرض للفيروسات وضياع المعلومات وغيرها.
هل سبق أن استخدمت خدمات مثل Google Drive أو Dropbox لتخزين ملفاتي؟ أو برامج YouTube لمشاهدة الفيديوهات التعليمية؟ أتخيل أن هذه الخدمات غير متوافرة، ما تأثير ذلك في ملفاتي أو أنشطتي التعليمية؟
كيف تساعد خدمات الحوسبة السحابية الأفراد في إدارة بياناتهم (مثل الحفظ والمشاركة والوصول من أي مكان)؟
مفهوم الحوسبة السحابية
- وتعتمد هذه الخدمات على الشبكة العنكبوتية للسماح للمستخدمين بالوصول إلى البيانات والبرامج من دون الحاجة إلى تخزينها أو تشغيلها على أجهزة محلية.
ومن الأمثلة الأكثر شهرة على الخدمات السحابية:
| الخدمة | المثال |
|---|---|
| خدمات البريد الإلكتروني | Outlook, Yahoo, Gmail |
| خدمات التخزين السحابي | Google Drive, Dropbox |
| التطبيقات السحابية | Google Docs, Photoshop Express |
| أنظمة التشغيل السحابية | Chrome OS, Jolicloud |
كيف تسهم خدمات الحوسبة السحابية في توفير مرونة للشركات في التعامل مع موارد التكنولوجيا (مثل زيادة الموارد أو تقليلها حسب الحاجة)؟
السؤال الثاني: أذكر فوائد الاشتراك بالحوسبة السحابية بالنسبة للفرد.
ما التكاليف المحتملة للحوسبة السحابية؟ وكيف تؤثر في أمان البيانات؟
أبحث بشكل فردي في المواقع الإلكترونية الموثوقة عن كيفية حماية خصوصية بياناتي على منصات الحوسبة السحابية.
أبحث بشكل فردي في المواقع الإلكترونية الموثوقة عن الاستراتيجيات التي تعتمدها أنظمة الحوسبة السحابية للتعافي من الكوارث.
فوائد الحوسبة السحابية
ماذا تكسب المؤسسات؟
- أدى استخدام الحوسبة السحابية إلى تغييرات متقدمة ومؤثرة، سواء على مستوى المؤسسات والشركات أو الأفراد
- تقليل التكلفة: الانتقال إلى الحوسبة السحابية يقلل الحاجة إلى شراء الأجهزة والبنية التحتية
- السرعة: تُتيح خدمات الحوسبة السحابية إمكانية تلبية الطلب على الموارد بسرعة كبيرة؛ حيث يمكن للشركات زيادة الموارد الحاسوبية المطلوبة أو تقليلها في دقائق معدودة.
- التوسع العالمي: تسمح الحوسبة السحابية بالتوسع على مستوى عالمي عن طريق توفير الموارد الحاسوبية المناسبة في الوقت والموقع المناسبين
وللمؤسسات أربع فوائد أخرى.
- الإنتاجية: إزالة مهام الصيانة والإدارة من فرق تكنولوجيا المعلومات يتيح للمؤسسات التركيز على أهدافها؛ مما يعزز الكفاءة والإنتاجية.
- الأداء: تستخدم الشبكات العالمية لمقدمي الخدمات السحابية أحدث التقنيات والبنية التحتية؛ مما يوفر أداءً عاليًا مقارنة بمراكز البيانات التقليدية.
- النسخ الاحتياطي: تتيح الحوسبة السحابية نسخ البيانات على مواقع عدة؛ لضمان استمرارية العمل والتعافي السريع من الكوارث
- الأمان: يقدم مزودو الخدمات السحابية سياسات وتقنيات تحكّم لتعزيز الأمان؛ مما يساعد على حماية البيانات والتطبيقات من التهديدات.
وماذا يكسب الفرد؟
- الوصول السهل للبيانات: تتيح الحوسبة السحابية الوصول إلى البيانات والملفات من أي مكان، بشرط توافر اتصال بالإنترنت
- توفير التكلفة والأمان: لا يحتاج الأفراد إلى شراء أجهزة أو برمجيات باهظة الثمن
- مرونة التوسع: تتيح الحوسبة السحابية للأفراد إمكانية توسيع أو استخدام الخدمات وتقليصها حسب الحاجة
- التخزين الفعال: الحوسبة السحابية تمكّن الأفراد من تخزين كميات هائلة من البيانات من دون الحاجة لشراء أجهزة تخزين مادية.
- الحفاظ على البيانات: بفضل النسخ الاحتياطي التلقائي، لا يضطر الأفراد للقلق بشأن فقدان البيانات بسبب عطل في أجهزتهم.
- التعاون: تسهّل الأدوات السحابية التعاون بين الأفراد عن طريق التطبيقات المشتركة، مثل (Google Drive و Microsoft 365)
التخزين السحابي
ملفاتك على خوادم بعيدة
- تُخزّن الملفات على خوادم بعيدة يديرها مزود الخدمة؛ مما يسمح بالوصول إليها في أي وقت، ومن أي مكان ما دام يتوافر اتصال بالإنترنت.
- إحدى الميزات الرئيسة للتخزين السحابي هي أنه يوفر مستوى عاليًا من الأمان لحماية البيانات؛ حيث تتضمن التدابير الأمنية التشفير وإدارة الهوية وغيرها
- تُستخدم أنظمة النسخ الاحتياطي التلقائي؛ لضمان استعادة البيانات في حال فقدها.
- يُسهّل التخزين السحابي مشاركة الملفات والمجلدات مع الآخرين؛ مما يعزز التعاون في المشروعات والأعمال اليومية.
- بعض الأمثلة الشهيرة لمزودي خدمات التخزين السحابي تشمل: Microsoft OneDrive, Google drive, Dropbox, Amazon S3.
مقارنة بين خدمات التخزين السحابي
أنواع الحوسبة السحابية
أربعة أنواع لأربعة احتياجات
إنّ فهم الأنواع المختلفة للحوسبة السحابية يسهم في الاستفادة منها بشكل فعال؛ حيث توجد أربعة أنواع رئيسة من الحوسبة السحابية، يمكن تصنيفها وفقًا لطبيعة العمل والاستخدام
الحوسبة السحابية العامة
سحابة يتشاركها الكثيرون
الميزات الرئيسة لهذا النوع من الحوسبة السحابية:
- توفير الموارد: تساعد الأفراد والمؤسسات الصغيرة والمتوسطة على الوصول إلى موارد تقنية متقدمة من دون الحاجة إلى الاستثمار في بنية تحتية محلية مكلفة.
- المرونة والقابلية للتطوير: تمكّن المؤسسات من توسيع الموارد أو تقليصها بسرعة
- تحسين الإنتاجية والتعاون: تتيح للموظفين الوصول إلى البيانات والتطبيقات من أي مكان
- صيانة معدومة: تتم إدارة الصيانة والتحديثات من قبل مزود الخدمة
أمثلة على موفري خدمات السحابة العامة، تشمل:
الحوسبة السحابية الخاصة
سحابة لمؤسسة واحدة
- تُستخدم هذه الأنظمة عادة من قبل الشركات الكبيرة أو المؤسسات الحكومية التي تتطلب أمانًا عاليًا وخصوصية للبيانات.
الميزات الرئيسة لهذا النوع من الحوسبة السحابية:
- التحكم: توفر البنية التحتية المخصصة للمؤسسة قدرة أكبر في إدارة العمليات والتحكم بالبيانات.
- مرونة عالية: إمكانية تخصيص النظام بالكامل ليلائم احتياجات الشركة أو المؤسسة
- الأمان: تضمن السحابة الخاصة حماية أفضل للبيانات عن طريق تخصيص الموارد والبنية التحتية للمؤسسة فقط
أمثلة على موفري خدمات السحابة الخاصة، تشمل:
الحوسبة السحابية المشتركة
سحابة لمجموعة متفقة
- تُصمّم هذه السحابة لتلبية احتياجات تلك المجموعة من المستخدمين فقط، مع توفير ميزات مثل الأمان المخصص والسياسات المشتركة.
الميزات الرئيسة للحوسبة السحابية المشتركة:
- التعاون المشترك: تتيح للمؤسسات التي لها الاهتمامات والسياسات نفسها أن تعمل معًا؛ مما يعزز التعاون وتبادل الموارد.
- الأمان المتخصص: بما أن المؤسسات المشاركة غالبًا ما تكون لديها متطلبات أمنية متشابهة
- تقاسم التكلفة: يسمح للشركات بتقاسم تكلفة البنية التحتية السحابية بدلًا من الاستثمار في بنية تحتية خاصة بكل منها.
أمثلة على موفري خدمات السحابة المشتركة، تشمل:
الحوسبة السحابية الهجينة
الخاصة والعامة معًا
- يمكن الاحتفاظ بالبيانات الحساسة أو التطبيقات الحرجة على السحابة الخاصة، بينما تُستخدم السحابة العامة للمهام الأقل حساسية أو عندما تكون هناك حاجة إلى موارد إضافية.
الميزات الرئيسة للحوسبة السحابية الهجينة:
- المرونة: تتيح السحابة الهجينة إمكانية التوسع بسهولة بين الموارد الخاصة والعامة
- تقليل التكلفة: يتم دفع تكلفة الموارد الإضافية فقط عند الحاجة إليها، مما يقلل من النفقات الزائدة.
- تحكم أكبر: يمكن للشركات الاحتفاظ بالبيانات الحساسة على السحابة الخاصة مع الاستفادة من السحابة العامة للعمليات الأخرى
أمثلة على موفري خدمات السحابة الهجينة، تشمل:
إضاءة
أفكّر وأحلّل
شركة صغيرة تطلق تطبيقًا يحتاج موارد كبيرة من دون تحمّل تكاليف البنية التحتية، وتحتاج الشركة إلى حل سحابي مرن وقليل التكلفة.
بنك يرغب في حماية البيانات المالية للعملاء، وتوفير أقصى درجات الأمان، والتحكّم الكامل في بياناته.
شركة تقنية لديها بنية تحتية خاصة؛ لكنها تحتاج موارد إضافية في فترات الذروة.
مجموعة جامعات تتعاون في مشروع بحثي مشترك يتطلب مشاركة البيانات.
أبحث في المواقع الإلكترونية الموثوقة عن أمثلة على مزودي خدمات الحوسبة السحابية لكل نوع من أنواع الحوسبة السحابية (العامة، الخاصة، المشتركة، والهجينة).
السؤال الثالث: أعدد أنواع الحوسبة السحابية مع ذكر مثال على كل منها.
مكونات الحوسبة السحابية
واجهة أمامية وأخرى خلفية
تتكون الحوسبة السحابية من مجموعة من المكونات الأساسية كما هو موضح في الشكل (2-1)، تعمل معًا لتوفير خدمات الحوسبة والشبكات والتخزين عبر الإنترنت.
- في الحوسبة السحابية، يمكن تقسيم النظام إلى جزأين رئيسين: الواجهة الأمامية (Frontend)، والواجهة الخلفية (Backend)، وكلاهما يعملان معًا لتقديم خدمات السحابة بشكل متكامل.
1. الواجهة الأمامية (Frontend):
ما يراه المستخدم
- الجهاز (Device): الجهاز الذي يستخدمه العميل للوصول إلى السحابة، مثل الحاسوب الشخصي أو الهاتف الذكي أو الجهاز اللوحي.
- البرمجيات (Software): التطبيقات والأدوات المستندة إلى الويب التي تعمل إلى جانب العميل؛ لتوفير الوصول إلى السحابة، مثل المتصفحات أو تطبيقات إدارة الملفات السحابية مثل (Google drive, Onedrive)
2. الواجهة الخلفية (Backend):
ما يجري عند المزود
- البنية التحتية (Infrastructure): الطبقة الأساسية للأجهزة، مثل الخوادم (Servers) التي تخزن البيانات وتعالجها
- التخزين (Storage): يوفر التخزين السحابي مساحة لتخزين البيانات والملفات والتطبيقات التي يمكن الوصول إليها من أي مكان عبر الإنترنت.
- الخدمات (Services): الخدمات السحابية المختلفة، مثل التخزين السحابي، والمعالجة السحابية، وخدمات الذكاء الاصطناعي.
- التطبيقات (Applications): هي برامج يتم الوصول إليها عبر السحابة، وتشمل تطبيقات البريد الإلكتروني، والحزم المكتبية
- الإدارة (Management): تشمل الأدوات التي تدير البنية التحتية السحابية، مثل أدوات مراقبة الأداء، وتوسيع الموارد، وتتبع الاستخدام لحساب التكاليف.
- الأمان (Security): حماية البيانات والخدمات من التهديدات الإلكترونية عن طريق جدران الحماية (Firewalls)، والتشفير (Encryption)، وآليات مصادقة الهوية (Authentication)
وقد توجد مكونات أخرى تدعم النظام.
- المنصة (Platform): توفر نظام التشغيل (Operating System)، وخوادم التطبيقات (Application Servers)، وأدوات التطوير (Development Tools)
- واجهات برمجة التطبيقات (APIs): التي تتيح الوصول إلى مكونات البنية التحتية، مثل الخوادم والتخزين
- الشبكات (Networks): تضم شبكات المنطقة المحلية (LAN) لربط الأجهزة داخل موقع واحد، وشبكات المنطقة الواسعة (WAN) لربط مواقع متعددة، وشبكات النفاذ المحدد بالبرمجيات (Software-Defined Networking (SDN)) التي تدير حركة البيانات
بحث ومشروع المدرسة
هل تطابق القوانين المحلية المعايير العالمية في جوانب معينة؟
ما الفروق الرئيسة بين القوانين والمعايير؟
كيف تؤثر هذه الفروق في تطبيق الحوسبة السحابية في بلدي؟
المواطنة الرقمية
كيف أستخدمها بمسؤولية؟
- الخصوصية وأمان البيانات: أحرص على حماية بياناتي الشخصية عند استخدام خدمات الحوسبة السحابية.
- الاستخدام المسؤول للتكنولوجيا: أستخدم التكنولوجيا عبر الإنترنت بشكل مسؤول.
- المسؤولية الاجتماعية: أكون واعيًا بالبيئة في أثناء استخدام التكنولوجيا السحابية.
- التعامل الأخلاقي مع البيانات: أتعامل مع البيانات التي أقوم بتخزينها وإدارتها عبر السحابة بشكل أخلاقي
مهمة 1
- تطوير تصوُّر شامل لمنصة سحابية تعليمية تستجيب لاحتياجات المدرسة.
- أتعاون مع مجموعتي لإعداد دراسة تحليلية عن احتياجات المدرسة لاستخدام الحوسبة السحابية؛ لتحسين العمليات التعليمية والإدارية.
- احتياجات المدرسة: تحديد الخدمات السحابية التي تحتاجها المدرسة.
- الوضع الحالي: تقييم الأنظمة الحالية والمشكلات المرتبطة بها.
- التحديات: تحديد التحديات التي تواجه المدرسة.
- الحلول السحابية: اقتراح الحلول المناسبة باستخدام الحوسبة السحابية.
المعرفة: أوظّف في هذا الدرس ما تعلمته من معارف للإجابة عن الأسئلة الآتية:
أقيّم تعلّمي
السؤال الأول: أوضح المقصود بكل مصطلح من المصطلحات الآتية: الحوسبة السحابية.
التخزين السحابي.
السحابة الهجينة.
السؤال الأول: أقدّم مقترحات تبين كيف يمكن تحسين الأداء الإنتاجي باستخدام الحوسبة السحابية.
السؤال الثاني: أوضح كيف يمكن استخدام الحوسبة السحابية لمنع العمليات الاحتيالية.
السؤال الثالث: أبحث عن التحديات الأمنية الشائعة في الحوسبة السحابية وطرق معالجتها.
السؤال الرابع: أرسم مخططًا مفاهيميًا يلخص أفكار الدرس، ثم أصممه باستخدام أحد تطبيقات Google.
