Κωδικός Μαθήματος

ΠΠΣ-189

Εξάμηνο Μαθήματος

1ου Εξαμήνου

Πιστωτικές Μονάδες

7,5

Ηλεκτρονικό Υλικό

Λεύκιππος

Κατηγορία Μαθήματος

Υποχρεωτικό

Διδάσκοντες Μαθήματος

Δ. Κυριαζής

Α. Μενύχτας

Στόχος

Κύριος σκοπός του μαθήματος είναι να καταστήσει τους φοιτητές ικανούς να κατανοούν σε βάθος, να σχεδιάζουν και να αναπτύσσουν προηγμένες αρχιτεκτονικές εφαρμογών και πληροφοριακών συστημάτων, αξιοποιώντας πλήρως τις δυνατότητες των τεχνολογιών Νεφοϋπολογιστικής (Cloud Computing).

Στο σημερινό τεχνολογικό τοπίο, η μετάβαση στο νέφος αποτελεί βασική στρατηγική προτεραιότητα για κάθε οργανισμό. Το μάθημα παρέχει το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο και την πρακτική τεχνογνωσία πάνω στα μοντέλα υπηρεσιών (IaaS, PaaS, SaaS) και ανάπτυξης (Public, Private, Hybrid, Multi-cloud) του νέφους. Οι φοιτητές εισάγονται στις αρχές σχεδιασμού εφαρμογών που είναι “εγγενείς στο νέφος” (cloud-native applications), εστιάζοντας σε σύγχρονα αρχιτεκτονικά πρότυπα, όπως οι μικροϋπηρεσίες (microservices) και οι αρχιτεκτονικές χωρίς διακομιστή (serverless), τα οποία εξασφαλίζουν υψηλή διαθεσιμότητα, ελαστικότητα και αξιοπιστία.

Επιπλέον, το μάθημα ενσωματώνει κρίσιμες τεχνολογικές και μεθοδολογικές τάσεις που αφορούν τον κύκλο ζωής του λογισμικού στο νέφος. Καλύπτει εκτενώς τη χρήση υποδοχέων (containers) και την ενορχήστρωσή τους (π.χ. μέσω Kubernetes), τις πρακτικές αυτοματοποίησης DevOps (CI/CD), καθώς και την προσέγγιση της Υποδομής ως Κώδικα (Infrastructure as Code). Παράλληλα, εξετάζει προηγμένα κατανεμημένα μοντέλα λειτουργίας, όπως το Edge και το Fog Computing, την ενσωμάτωσή τους με το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT), καθώς και τις σύγχρονες προκλήσεις διαχείρισης δεδομένων μεγάλης κλίμακας και ασφάλειας/ταυτοποίησης σε κατανεμημένα περιβάλλοντα. Παράλληλα μέσω της εργαστηριακής εξάσκησης σε πραγματικές πλατφόρμες (AWS, Azure, Google Cloud), οι φοιτητές αποκτούν ολοκληρωμένη και εφαρμόσιμη γνώση.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές αναμένεται να είναι σε θέση να:

  • Σχεδιάζουν και υλοποιούν προηγμένες αρχιτεκτονικές εφαρμογών (όπως microservices και serverless), αξιοποιώντας τις δυνατότητες και τα πλεονεκτήματα των υποδομών νεφοϋπολογιστικής.
  • Αναπτύσσουν, ενορχηστρώνουν και διαχειρίζονται cloud-native εφαρμογές κάνοντας χρήση τεχνολογιών όπως τα containers, λαμβάνοντας υπόψη αυστηρές απαιτήσεις για κλιμάκωση (scalability), ανθεκτικότητα (resilience) και ανοχή σε σφάλματα.
  • Εφαρμόζουν σύγχρονες μεθοδολογίες αυτοματοποίησης και παρακολούθησης (DevOps), υιοθετώντας πρακτικές συνεχούς ενοποίησης και παράδοσης (CI/CD) καθώς και εργαλεία διαχείρισης Υποδομής ως Κώδικα (IaC).
  • Αξιοποιούν μοντέλα λειτουργίας Edge και Fog Computing για το σχεδιασμό λύσεων σε σύγχρονα κατανεμημένα συστήματα, δίκτυα αισθητήρων και περιβάλλοντα IoT.
  • Διαχειρίζονται αποτελεσματικά δεδομένα στο νέφος, κατανοώντας τις αρχές αποθήκευσης αντικειμένων (object storage) και την ενσωμάτωση εργαλείων ανάλυσης μεγάλων δεδομένων.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
  • Ομαδική εργασία
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Περιεχόμενα Μαθήματος

  • Εισαγωγή στις Προηγμένες Αρχιτεκτονικές Εφαρμογών

    Ανάλυση σύγχρονων αρχιτεκτονικών προτύπων (π.χ. μικροϋπηρεσίες, serverless αρχιτεκτονικές) και η εφαρμογή τους στο πλαίσιο των υπολογιστικών νεφών.

  • Βασικές Αρχές Νεφοϋπολογιστικής

    Εμβάθυνση στα μοντέλα υπηρεσιών (IaaS, PaaS, SaaS), μοντέλα ανάπτυξης (public, private, hybrid, multi-cloud) και τα βασικά χαρακτηριστικά του νέφους (π.χ. ελαστικότητα, διαθεσιμότητα).

  • Σχεδιασμός και Ανάπτυξη Cloud-Native Εφαρμογών

    Μελέτη σχεδιαστικών μοτίβων και τεχνικών για την ανάπτυξη εφαρμογών που εκμεταλλεύονται πλήρως τις δυνατότητες του νέφους για αυξημένη αξιοπιστία και κλιμάκωση, συμπεριλαμβανομένων των containers και της ενορχήστρωσης (π.χ. Kubernetes).

  • Διαχείριση Δεδομένων στο Νέφος

    Επισκόπηση υπηρεσιών αποθήκευσης αντικειμένων και βάσεων δεδομένων στο νέφος, καθώς και μεθοδολογιών και εργαλείων για την ανάλυση μεγάλων δεδομένων.

  • Αυτοματοποίηση και Παρακολούθηση

    Μελέτη μεθοδολογιών DevOps, εργαλείων και πρακτικών για την αυτοματοποίηση της ανάπτυξης, της εγκατάστασης και της λειτουργίας εφαρμογών (CI/CD), καθώς και για την παρακολούθηση της απόδοσης, της υγείας των συστημάτων και των επιπέδων ποιότητας υπηρεσιών.

  • Προκλήσεις αξιοποίησης υπολογιστικών νεφών

    Διερεύνηση σύνθετων προβλημάτων σχεδίασης, όπως η στρατηγική μετάβασης στο νέφος (cloud migration), η ανάπτυξη λύσεων multicloud, η αξιοποίηση τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης και προσεγγίσεων Υποδομής ως Κώδικα / Infrastructure as Code για τη διαχείριση συστημάτων νέφους.

  • Μοντέλα λειτουργίας Edge/Fog Computing

    Ανάλυση των μοντέλων λειτουργίας Edge και Fog Computing και αξιοποίησή τους σε σύγχρονα κατανεμημένα συστήματα όπως δίκτυα αισθητήρων, φορητή υπολογιστική και Internet of Things.

  • Ασφάλεια και Ταυτοποίηση σε Προηγμένες Αρχιτεκτονικές

    Ανάλυση προκλήσεων ασφάλειας σε κατανεμημένα συστήματα και εφαρμογή μηχανισμών διαχείρισης ταυτότητας και πρόσβασης, και ενσωμάτωση πολιτικών ασφαλείας.

  • Μελέτες Περίπτωσης και Εργαστηριακές Ασκήσεις

    Πρακτική εξάσκηση βασισμένη σε πραγματικά σενάρια και δημοφιλείς πλατφόρμες νέφους, όπως το Amazon Web Services, Microsoft Azure και Google Cloud.

Βιβλιογραφία

  • John Jeston and Johan Nelis (2008): Business Process Management, Second Edition: Practical Guidelines to Successful Implementations, Butterworth-Heinemann, Bos-ton, ISBN: 0750669217.
  • Marc Fiammante (2009): Dynamic SOA and BPM: Best Practices for Business Process Management and SOA Agility, IBM Press, New York, ISBN: 0137018916.
  • Robert Damelio (2011): The Basics of Process Mapping, 2nd Edition, Productivity Press, Boca Raton, ISBN: 1563273764.
  • Susan Page (2010): The Power of Business Process Improvement: 10 Simple Steps to Increase Effectiveness, Efficiency, and Adaptability, AMACOM, Atlanta, ISBN: 0814414788.
  • Mark McDonald, (2010): Improving Business Processes, Harvard Business Review Press, Boston, ISBN: 142212973.
  • Artie Mahal (2010): How Work Gets Done: Business Process Management, Basics and Beyond, Technics Publications, New Jersey, ISBN: 193550407.
  • Matias Weske, (2010): Business Process Management: Concepts, Languages, Archi-tectures, Springer, New York, ISBN: 3642092640.
  • Simha Magal and Jeffry Word (2009): Essentials of Business Processes and Infor-mation Systems, Wiley, New York, ISBN: 0470418540.
  • Howard Smith and Peter Fingar (2003): Business Process Management: The third wave. Meghan Kiffer, ISBN: 0929652339.
  • Dan Madison, (2005): Process Mapping, Process Improvement and Process Man-agement, Paton Press, New York, ISBN: 1932828044.
  • Paul Harmon, (2007): Business Process Change, Second Edition: A Guide for Business Managers and BPM and Six Sigma Professionals (The MK/OMG Press), 2nd edition, Morgan Kaufmann ISBN: 0123741521.