Bilgisayar bilimleri bölümlerinin, iş hayatında kullanılan en son teknolojileri kapsayan eğitim ve öğretim olanakları sağlaması gereklidir. Günümüzün en son teknolojileri ise bulut ve bulutla alakalı teknolojilerdir (örneğin, sanallaştırma). Ancak, çoğu üniversite, bu teknolojileri destekleyecek yeni bir altyapı kurmak için gereken kaynaklara sahip değil ve değişimin çok hızlı olması nedeniyle en son platform, araç ve dillere ayak uydurmak neredeyse imkansız.

City College of New York'ta (CCNY) eğitim kadrosu öğrencilere, mevcut ders kitapları ve diğer kurs materyallerinde gerektiği gibi ele alınmayan sanallaştırma, kapsayıcılar ve diğer bulut teknolojilerini içeren, uygulamalı bir deneyim sunmak istiyordu. CCNY, bilişimdeki en son gelişmeleri ekonomik ve pratik şekilde yakalamasına imkan verecek yeni bir stratejiye ihtiyaç duyuyordu.

CCNY'de Bilgisayar Bilimleri bölümünden Misafir Doçent Peter Barnett, "Çoğu bilgisayar bilimleri programı; çekirdek veri yapıları, algoritmalar ve işletim sistemlerine yaklaşımları açısından oldukça teorik ve geleneksel olarak nitelenebilir," diyor. "Önemli olan "öğrencilerin dışarıya bakmalarını" sağlamak. Öğrencilerin çok yönlü bilgisayar bilimcileri olmalarını sağlamak için onlara vizyon sahibi bir eğitim vermemiz gerekiyor."

Google Cloud'un yardımıyla kapsamlı bir bilgisayar bilimleri eğitimi hazırlamak

Lindsay Siegel, CCNY'de girişimler için temel eğitimler, rehberlik, ücretsiz hizmetler ve hızlı prototip oluşturma olanakları sunan iş geliştirme merkezi, Zahn Innovation Center'ın yetkili müdürüydü ve Google Cloud Eğitim Yardımları'na Barnett için tavsiyede bulundu.

Barnett, Google Cloud'u sınıfta ilk kez kullanıma sunduğunda öğrencilerine bir alıştırma vererek bulut platformlarının, geleneksel işletim sistemleri ve uygulama sunucularının özelliklerini nasıl uygulamaya aldığını düşünmelerini istedi. Öğrencilerin, "Şu an neredesiniz?" sorusu üzerine kafa yormaları gerekiyordu: Bir kapsayıcıda mısınız yoksa bir sanal makinede mi? Belirli bir sunucuda veya dağıtılmış makinelerden oluşan bir kümede olduğunuzu nasıl anlarsınız?

Öğrencilere, Google Cloud veya başka bir bulut teknolojisi sağlayıcısı ile çalışma konusunda tercih imkanı verildi. Barnett'in ifadesine göre, Google Cloud'yi tercih eden çoğu öğrenci, eğiticilerin pratik olduğunu ve verileri içe aktarma ile uygulama oluşturma süreçlerine başlamayı kolaylaştırdığını düşünüyordu. Projeleri hazır ve çalışır duruma getirirken bir sorunla karşılaşmaları halinde, öğrenciler Google Cloud ekibinden ve CCNY'nin öğretim görevlilerinden destek alabiliyordu.

Bazı öğrenciler Google App Engine'le çalışarak kapsayıcıların çalışma şeklini keşfederken, diğerleri ise Google Compute Engine'de uygulama oluşturmayla ilgili eğiticilerinden birini seçti. Öğrencilerin tamamı, sanal makinelerini (VM) veya kapsayıcı ortamlarını Linux komutlarıyla nasıl keşfedeceklerini öğrendi ve veritabanı arka uçlarını SQL komutlarıyla keşfetti.

Öğrencileri mühendis gibi düşünmeye teşvik etmek

Kendilerini bulut platformunun derinliklerinde bulan öğrencilerin bulut hakkında kavramsal biçimde düşünmesi teşvik ediliyor ve bulutta olsalar bile gerçek bir donanım kullandıklarını anlamaları isteniyordu. Konuyla ilgili çeşitli makaleler okuyan ve eğiticileri izleyen öğrenciler, kapsayıcıların içi ve dışında neler yapabileceklerini deneylerle gözlemledi. Bellek ve CPU kullanımını not ederek, sanal depolama alanının nasıl sağlandığını ve IP adreslerinin nasıl alındığını öğrendiler.

Üç öğrenci (Nissan, James ve Michael), örnek uygulama oluşturmak için gereken minimum gereksinimlerin de ötesine geçti. Barnett, "Kendi veri havuzlarını içe aktarıp, kendi uygulamalarını oluşturdular. Uygulama gayet güzel çalışıyordu. Öğrencilerse, Google'ın bir çalışma ortamı olarak nasıl işlediğine dair iyi bir izlenim edindi," diyor.

Neden ve nasıl sorularını cevaplamak

Aklındaki soruları sormaları teşvik edildiğinde, öğrenciler konuyla ilgili çok daha fazla şeyi keşfeder. Bazı alıştırmalarda öğrenciler, konumuna, yani ABD'de veya İngiltere'de olmasına bağlı olarak bir uygulamanın yanıt vermesinin ne kadar uzun sürebileceğini gözlemledi. Bu da, onları fiziksel hesaplama kaynaklarının bulunduğu yer hakkında daha fazla düşünmeye sevk etti. Bir öğrenci, Google Cloud'nin MySQL veritabanını kendi Bulut projesinde uygulamaya aldı ve sistem dosyalarının nerede depolandığını öğrenmek için MySQL veritabanını keşfetti.

Barnett, sınıfındaki öğrencileri, kendilerine en ilginç gelen bulut teknolojilerini öğrenmeye teşvik etti. Bazı öğrenciler, kapsayıcıları yönetmek için Kubernetes kullanımını keşfederken diğerleri MongoDB'de yük dengelemesi denemeleri yaptı. Ardından öğrenciler, üzerinde çalıştıkları çeşitli ortamları daha iyi anlayabilmek için deneyimlerini birbirleriyle paylaştı.

Demonun ötesinde

Profesör Barnett'in CCNY'deki Son Sınıf Proje bitirme dersinde öğrenciler, önemli bilimsel, sosyal ve ticari potansiyeli olan ciddi yazılım projelerinin arka uç kısmını uygulamaya almak için Google Cloud'yi kullanıyor.

Barnett'in sınıfındaki beş ekibin projeleri arasında şunlar var: el yazısının optik karakter tanıma yöntemiyle tanınmasını geliştirmek için makine öğrenimini kullanma; egzersizde doğru formu geliştirmek ve korumak için spor eğitmenleri, fizyoterapistler ve bu hizmetlerden yararlanan müşterilere yardımcı olma; içerik analizini makine öğrenimiyle birleştirerek patent arama performansını iyileştirme; görme engelli kişilerin çeşitli mekanlarda yön bulmasına yardımcı olmak amacıyla metro istasyonları ve diğer kamuya açık yerlerin iç mekanlarının haritalanması; yapay zeka sayesinde kullanıcı geri bildirimine göre değişen yarı rastlantısal müzik üretimi.

Bu projelerin çoğu, içerik analizi ve makine öğrenimi biçiminde yapay zekadan yararlanıyor; Google Cloud ise projeleri desteklemek için ML-Engine ve BigQuery gibi bir dizi güçlü API sağlıyor. Google for Education ekibi, halihazırda devam eden geliştirme ve test aşamalarında ekiplerin işini kolaylaştırmak için Barnett'in her bir ekibine Google Cloud kullanım süresi açısından cömert yardımlarda bulunmuştur.

Gerçek hayat deneyimi kazandırmak

Başarılı bilgisayar bilimcileri olabilmeleri için öğrencilerin, günümüz iş hayatında kullanılan araçların hem teorik hem de pratik uygulamalarını öğrenmeleri gerekiyor. Google Cloud gibi bulut hizmetleri, CCNY'nin son teknoloji geliştirme araçlarına ve büyük ölçekli bulut altyapısına, devasa bir ilk yatırım maliyeti olmadan erişmesine imkan veriyor. Öğrenciler; Python, Ruby, Sinatra ve Google Cloud gibi pek çok dilde ve bulut platformunda nasıl çalışılacağını öğrenebiliyor. Bu araçlar ve diller, sınırlı kaynakları nedeniyle böyle bir teknoloji çeşitliliğini öğrencilerine sunamayan çoğu okul için ulaşılmaz olacaktı. Google Cloud, tüm öğrenci ve bölümlerin ihtiyaçlarına cevap vermek üzere ölçeklenebilecek, modern bilişim ortamlarına erişim sağlayacak ekonomik bir yöntem sunuyor.

Barnett, "Bulut ortamı, işletim sisteminin modern bir manifestosu," diyor. "Öğrenciler ileride fiziksel sunucular üzerinde çalışmayacak. Bulut yalnızca gelecek değil: aynı zamanda şimdiki zaman."