Jabatan sains komputer (CS) perlu menyediakan pendidikan dan latihan berkaitan teknologi terkini yang digunakan di tempat kerja, yang pada kebelakangan ini bermakna teknologi awan dan teknologi yang berkaitan seperti pemayaan. Walau bagaimanapun, kebanyakan universiti tidak mempunyai sumber untuk membina prasarana baharu bagi menyokong teknologi ini dan kadar perubahan begitu pesat sehingga hampir mustahil untuk mengikuti perkembangan platform, alatan dan bahasa yang terkini.

Di City College of New York (CCNY), ahli fakulti mahu menyediakan kepada pelajar pengalaman amali dengan pemayaan, bekas dan teknologi awan yang lain, yang tidak dapat dikendalikan dengan baik dalam buku teks dan bahan kursus semasa yang lain. CCNY memerlukan strategi baharu yang membolehkan kolej itu mengikuti pembangunan terkini dalam pengkomputeran yang mampu dimiliki dan praktikal.

"Banyak program CS cenderung ke arah teori dan tradisional dalam pendekatannya terhadap struktur data teras, algoritma dan sistem pengendalian," kata Peter Barnett, Profesor Madya Adjung Sains Komputer di CCNY. "Pelajar perlu 'melenturkan fikiran mereka ke luar.' Kita perlu menyediakan pendidikan berwawasan supaya pelajar menjadi ahli sains komputer yang serba boleh."

Membina pendidikan CS komprehensif dengan bantuan Google Cloud

Barnett telah dirujuk kepada Geran Pendidikan Google Cloud oleh Lindsay Siegel, pengarah eksekutif Pusat Inovasi Zahn, inkubator di CCNY yang merangkumi bootcamp permulaan, program mentor, perkhidmatan pro-bono dan kemudahan prototaip pantas.

Ketika Barnett mula-mula memperkenalkan Google Cloud kepada kelas beliau, beliau memberikan latihan kepada pelajarnya untuk membuat mereka berfikir tentang cara platform awan melaksanakan ciri sistem pengendalian dan pelayan aplikasi tradisional. Mereka diminta mempertimbangkan soalan "Di manakah anda?"—bekas atau mesin maya? Bagaimanakah anda dapat mengetahui sama ada anda berada di pelayan tertentu atau gugusan mesin yang diedarkan?

Pelajar diberi pilihan bekerja dengan Google Cloud atau penyedia teknologi awan yang lain. Untuk mereka yang memilih Google Cloud, Barnett berkata mereka mendapati tutorial yang intuitif, memudahkan cara untuk mula mengimport data dan membina aplikasi. Mereka mendapat sokongan daripada pasukan Google Cloud dan daripada profesor CCNY sendiri jika mereka menghadapi sebarang masalah untuk menyediakan dan menyiapkan projek.

Sesetengah pelajar bekerja dengan Google App Engine dan meneroka cara bekas berfungsi, sementara pelajar yang lain memilih salah satu tutorial untuk membina apl dalam Google Compute Engine. Semua pelajar mengetahui cara meneroka mesin maya (VM) atau persekitaran bekas mereka menggunakan perintah Linux dan meneroka pangkalan data bahagian belakang mereka dengan perintah SQL.

Menggalakkan pelajar berfikir seperti jurutera

Dengan melibatkan diri dalam platform awan, pelajar digalakkan berfikir secara konseptual tentang awan dan memahami bahawa, walaupun di awan, mereka masih menggunakan perkakasan yang sebenar. Mereka membaca artikel, menonton tutorial dan membuat percubaan dengan perkara yang mereka boleh lakukan di dalam dan di luar bekas. Mereka memberi perhatian kepada penggunaan memori dan CPU serta mempelajari tentang cara storan maya disediakan dan cara alamat IP mereka diperoleh.

Tiga orang pelajar—Nissan, James dan Michael—melangkaui keperluan minimum untuk membuat aplikasi sampel. "Mereka mengimport repositori dan membina aplikasi mereka sendiri. Aplikasi tersebut berfungsi dengan baik, dan mereka mengagumi cara Google beroperasi sebagai persekitaran kerja," kata Barnett.

Memahami sebab dan cara

Apabila pelajar digalakkan mengemukakan soalan mereka sendiri, mereka mendapati lebih banyak lagi maklumat tentang suatu topik. Dalam beberapa latihan mereka, pelajar mencatatkan masa yang diambil oleh aplikasi untuk bertindak balas berdasarkan lokasi—U.K. atau A.S. Latihan ini memerlukan mereka untuk memikirkan dengan lebih lanjut tentang sumber pengiraan fizikal. Seorang pelajar melaksanakan pangkalan data MySQL Google Cloud dalam projek Awan beliau dan menerokanya untuk memahami tempat fail sistem disimpan.

Barnett menggalakkan kelasnya mempelajari tentang teknologi awan yang paling mereka minati. Sesetengah pelajar meneroka menggunakan Kubernetes untuk mengurus bekas, sementara pelajar lain mencuba pengimbangan muatan dalam MongoDB. Para pelajar kemudian berkongsi pengalaman mereka antara satu sama lain untuk memahami pelbagai persekitaran dengan lebih baik.

Di sebalik tunjuk cara

Pelajar dalam kursus batu tukup Projek Senior Profesor Barnett di CCNY menggunakan Google Cloud pada masa ini untuk melaksanakan bahagian belakang projek perisian serius dengan potensi saintifik, sosial dan keusahawanan yang besar.

Projek lima pasukan beliau merangkumi: penggunaan pembelajaran mesin untuk melanjutkan pengecaman aksara tulis tangan; membantu jurulatih, ahli terapi fizikal dan pelanggan mereka dalam membangunkan dan mengekalkan bentuk yang betul semasa bersenam; meningkatkan carian paten menggunakan gabungan analitis kandungan dengan pembelajaran mesin; pemetaan bahagian dalam stesen kereta api bawah tanah dan tempat awam yang lain untuk membantu orang cacat penglihatan menavigasi ruang tersebut; dan menghasilkan muzik separa rawak dengan AI yang berubah mengikut maklum balas pengguna.

Kebanyakan projek ini menggunakan AI dalam bentuk analitis kandungan dan pembelajaran mesin, manakala Google Cloud menyediakan set API yang mantap seperti ML-Engine dan BigQuery untuk menyokongnya. Pasukan Google for Education memberikan masa yang panjang di Google Cloud kepada setiap pasukan Barnett untuk memudahkan pembangunan dan pengujian mereka, yang sedang dijalankan pada masa ini.

Memberikan pengalaman dunia sebenar

Untuk menjadi ahli sains komputer yang berjaya, pelajar perlu mengetahui penggunaan teori dan amali alatan yang digunakan di tempat kerja pada masa kini. Perkhidmatan awan seperti Google Cloud memberi CCNY akses kepada alatan pembangun yang canggih dan prasarana awan berskala besar tanpa memerlukan pelaburan awal yang tinggi. Pelajar boleh mengetahui cara bekerja dengan pelbagai bahasa dan platform awan, termasuk Python, Ruby, Sinatra dan Google Cloud. Alatan dan bahasa ini tidak dapat dicapai oleh kebanyakan sekolah dengan sumber terhad yang menghalang mereka daripada menawarkan pelbagai teknologi untuk diteroka. Google Cloud menyediakan cara yang mampu dimiliki untuk menawarkan akses kepada persekitaran pengkomputeran moden dengan cara yang boleh diubah agar sesuai dengan keperluan semua pelajar dan jabatan.

"Persekitaran awan adalah manifestasi moden sistem pengendalian," kata Barnett. "Pelajar tidak akan bekerja pada pelayan logam keras. Awan bukan sahaja untuk masa hadapan, tetapi untuk masa kini juga."