人工智能云平臺部署與開發(fā)（微課版）-教案全套 易海博 項目1-7 云容器和應用開發(fā)入門 -AI云容器的開發(fā)

一、課程目標使學生了解云計算的基本概念、服務類型及應用場景。讓學生掌握云容器的相關知識，包括虛擬機與云容器的區(qū)別、Docker和Kubernetes的基本概念及應用。讓學生了解利用云容器開發(fā)人工智能應用的優(yōu)勢。二、教學內(nèi)容第一部分：認識云計算云計算定義通過網(wǎng)絡“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，由多臺服務器組成的系統(tǒng)處理分析這些小程序，得到結果并返回給用戶。云計算發(fā)展歷程及重要性。云計算服務類型基礎設施即服務（IaaS）提供計算、存儲和網(wǎng)絡等資源，客戶通過網(wǎng)絡租用這些資源。節(jié)省客戶建設和維護全套基礎設施的開支。平臺即服務（PaaS）提供開發(fā)平臺，如Java開發(fā)平臺。自動完成代碼的編譯和打包，用戶只需調(diào)用SDK或API。軟件即服務（SaaS）用戶直接使用軟件，無需了解底層實現(xiàn)。如在線文字編輯器、電子表格編輯器等。云計算應用場景移動支付、手機應用等日常生活中的應用。第二部分：認識云容器虛擬機與云容器的區(qū)別虛擬機：仿真器，模擬完整硬件系統(tǒng)功能的計算機系統(tǒng)，配置和性能取決于物理機。云容器：虛擬操作系統(tǒng)，應用可以跨容器運行，便于移植。DockerDocker簡介：由PaaS提供商dotCloud開發(fā)，用于創(chuàng)建和管理Linux上的容器。Docker引擎：Moby開源項目中的一部分，用于運行和編排容器。Docker引擎支持的平臺：桌面類型支持Windows和Mac系統(tǒng)（Mac版支持ARM和Intelx86處理器，Windows版只支持Intelx86處理器）；服務器類型支持Fedora、CentOS、Ubuntu和Debian。KubernetesKubernetes簡介：谷歌公司的開源項目，用于管理容器化的工作負載和服務。Kubernetes特點：自主管理容器，持續(xù)監(jiān)控服務，保證服務持續(xù)運轉(zhuǎn)。應用部署的發(fā)展階段：傳統(tǒng)部署階段（資源分配問題）、虛擬化部署階段（提高硬件資源利用率）、容器部署階段（容器化技術的優(yōu)勢）。第三部分：了解利用云容器開發(fā)人工智能應用的優(yōu)勢人工智能概述人工智能的定義及研究方向：機器人、圖像識別、語音識別、自然語言處理等。自然語言處理（NLP）和計算機視覺（CV）的基本概念和研究方向。用云容器開發(fā)人工智能應用的優(yōu)勢解決應用部署對設備性能的依賴問題。解決應用移植、更新迭代的問題。結合容器的優(yōu)勢與云計算的特點，使應用部署更便捷高效、更具靈活性。三、教學方法講授法、演示法、討論法。四、教學步驟導入課程、講授新知識、演示與練習、討論與總結。五、教學評價課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、表現(xiàn)及反應，評價學生的學習態(tài)度。作業(yè)完成情況：布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，檢查學生的掌握情況。實踐技能：通過實際操作考核，評價學生的實踐技能水平。六、教學反思在教學過程中，教師應及時關注學生的學習進度和反饋，根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學方法和進度。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊協(xié)作能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。一、課程目標使學生掌握Ubuntu操作系統(tǒng)的基本概念、特點及其在Linux發(fā)行版中的地位。學生能夠熟練安裝并配置VMwareWorkstation虛擬化軟件。學生能夠根據(jù)需求創(chuàng)建并配置UbuntuLinux虛擬機，包括系統(tǒng)安裝和初步設置。二、教學內(nèi)容第一部分：了解Ubuntu操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)概述定義與特點：Linux是一種可免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統(tǒng)，基于POSIX標準，支持多用戶、多任務、多線程和多CPU。流行Linux發(fā)行版介紹：RedHatLinux、CentOS、SUSE、Debian、Ubuntu。Ubuntu操作系統(tǒng)詳解Ubuntu項目背景與原則：公開承諾開源軟件開發(fā)，鼓勵使用、研究、改進和分發(fā)自由軟件。Ubuntu特點與優(yōu)勢：用戶友好、易于安裝、豐富的軟件包資源、活躍的社區(qū)支持。Ubuntu的應用場景：桌面系統(tǒng)、服務器、云計算環(huán)境。第二部分：安裝虛擬化軟件VMwareWorkstation介紹產(chǎn)品概述：VMwareWorkstation是VMware公司推出的桌面虛擬化軟件，支持運行虛擬機。功能特點：支持多種操作系統(tǒng)、增強型鍵盤驅(qū)動、VMwareWorkstation控制臺工具。VMwareWorkstation安裝部署下載與安裝：從官方網(wǎng)站下載對應版本的軟件，按照安裝向?qū)нM行安裝。安裝過程中的選項選擇：接受許可協(xié)議、選擇安裝位置、是否安裝增強型鍵盤驅(qū)動程序、是否將VMwareWorkstation控制臺工具添加到系統(tǒng)PATH等。安裝完成后的設置：創(chuàng)建桌面和開始菜單的快捷方式，重啟計算機以順利運行軟件。第三部分：創(chuàng)建Linux虛擬機前期準備計算機配置要求：確認計算機滿足Ubuntu系統(tǒng)的硬件配置要求，如處理器主頻、內(nèi)存、硬盤空間等。下載Ubuntu操作系統(tǒng)：從Ubuntu官網(wǎng)下載所需版本的ISO鏡像文件。創(chuàng)建虛擬機打開VMwareWorkstation，選擇“創(chuàng)建新的虛擬機”。選擇自定義安裝模式，以便更自由地配置虛擬機。選擇虛擬機硬件兼容性，通常選擇默認設置。選擇稍后安裝操作系統(tǒng)，并指定操作系統(tǒng)的類型和版本（Linux-Ubuntu64位）。為虛擬機命名并選擇安裝路徑，配置處理器和內(nèi)存大小。選擇網(wǎng)絡類型（如使用網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換NAT）。選擇I/O控制器類型和虛擬磁盤類型（如LSILogic和SCSI）。創(chuàng)建新的虛擬磁盤，并配置磁盤容量和分配方式（如動態(tài)分配）。指定虛擬磁盤文件的存儲位置，完成虛擬機配置。安裝Ubuntu系統(tǒng)編輯虛擬機設置，配置CD/DVD驅(qū)動器以使用下載的UbuntuISO鏡像文件。開啟虛擬機，進入Ubuntu安裝界面。按照安裝向?qū)У奶崾?，選擇安裝語言、鍵盤布局、地理位置等。配置系統(tǒng)用戶信息，包括用戶名、密碼等。等待安裝完成，重啟虛擬機進入Ubuntu系統(tǒng)。三、教學方法講授法、演示法、討論法、實踐操作法。四、教學步驟導入課程、講授新知識、演示與練習、討論與總結。五、教學評價課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、表現(xiàn)及反應，評價學生的學習態(tài)度。作業(yè)完成情況：布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，檢查學生的掌握情況。實踐技能：通過實際操作考核，評價學生的實踐技能水平。六、教學反思在教學過程中，教師應及時關注學生的學習進度和反饋，根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學方法和進度。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊協(xié)作能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。一、課程目標使學生能夠熟練使用Ubuntu操作系統(tǒng)中的基本命令行工具，包括文件管理、用戶管理、系統(tǒng)關機等命令。教會學生如何在Ubuntu系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡接口，以及安裝、啟用和配置防火墻，以確保系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全。引導學生學會在Ubuntu系統(tǒng)上搭建FTP服務器，配置用戶訪問權限，實現(xiàn)文件的安全傳輸。二、教學內(nèi)容第一部分：學習Ubuntu基本命令介紹Ubuntu命令行界面的基本概念和操作方法。演示并講解常用的Ubuntu基本命令，如useradd、adduser、passwd（用于用戶管理），ls、cd、pwd、mkdir、rmdir（用于文件管理），shutdown（用于系統(tǒng)關機）等。講解如何查看命令幫助文檔和使用man手冊。第二部分：配置網(wǎng)絡和防火墻介紹網(wǎng)絡配置的基本概念，包括IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關等。演示如何編輯虛擬機網(wǎng)絡編輯器，配置NAT設置和端口轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。講解Ubuntu防火墻（UFW）的安裝、啟用和配置方法。演示如何檢查防火墻狀態(tài)，以及添加和刪除防火墻規(guī)則。第三部分：部署文件傳輸服務介紹FTP服務器的基本概念和工作原理。演示如何在Ubuntu上安裝和配置vsftpd（VerySecureFTPDaemon）服務器。講解如何創(chuàng)建FTP用戶，設置用戶權限，以及配置FTP服務器的訪問控制。演示如何使用FTP客戶端連接到服務器，進行文件的上傳和下載操作。三、教學方法講授法、演示法、討論法、實踐操作法。四、教學步驟導入課程、講授新知識、演示與練習、討論與總結。五、教學評價課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、表現(xiàn)及反應，評價學生的學習態(tài)度。作業(yè)完成情況：布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，檢查學生的掌握情況。實踐技能：通過實際操作考核，評價學生的實踐技能水平。六、教學反思在教學過程中，教師應及時關注學生的學習進度和反饋，根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學方法和進度。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊協(xié)作能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。一、課程目標學生能夠理解云容器的概念、原理及其在現(xiàn)代軟件開發(fā)和部署中的重要性。學生能夠獨立完成Ubuntu虛擬機的安裝與配置，為云容器的部署做好準備。學生能夠熟練地在Ubuntu系統(tǒng)上安裝和配置Docker及Kubernetes等云容器服務。學生能夠了解Docker鏡像倉庫的作用，學會在本地部署私有Docker鏡像倉庫，并進行鏡像的上傳與下載操作。二、教學內(nèi)容第一部分：準備云容器環(huán)境Ubuntu虛擬機安裝：回顧Ubuntu操作系統(tǒng)的安裝步驟，重點介紹虛擬機軟件VMwareWorkstation的使用，包括虛擬機的創(chuàng)建、配置和啟動。網(wǎng)絡配置：詳細講解如何設置虛擬網(wǎng)絡編輯器、修改虛擬機網(wǎng)絡適配器設置以及配置網(wǎng)卡文件，確保虛擬機能夠正常訪問外部網(wǎng)絡。防火墻與SELinux配置：介紹如何清除防火墻規(guī)則、配置SELinux以及開啟路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，為云容器的部署提供安全的環(huán)境。共享文件夾設置：演示如何在VMwareWorkstation中設置共享文件夾，使虛擬機與物理機之間能夠方便地交換文件。第二部分：安裝云容器服務Kubernetes安裝準備：介紹如何準備Kubernetes安裝包，包括將安裝包放入共享文件夾、解壓以及配置yum源等步驟。Docker安裝與配置：詳細講解Docker的安裝過程，包括安裝docker-ce、啟動Docker服務以及查看Docker信息等操作。同時，介紹如何安裝其他相關包并重新加載Docker服務。Kubernetes安裝：在Docker的基礎上，介紹如何安裝Kubernetes，包括安裝kubeadm、kubelet和kubectl等組件，并驗證安裝是否成功。第三部分：部署私有倉庫鏡像文件準備：介紹如何通過共享文件夾將物理機的Docker鏡像文件解壓到虛擬機中。私有倉庫部署：詳細講解如何導入registry鏡像、運行registry容器以及配置Dockerdaemon以允許訪問私有倉庫。鏡像管理：演示如何給鏡像打標簽、上傳鏡像到私有倉庫以及從私有倉庫下載鏡像等操作。同時，介紹如何刪除本地鏡像以驗證私有倉庫的可用性。三、教學方法講授法、演示法、討論法、實踐操作法。四、教學步驟導入課程、講授新知識、演示與練習、討論與總結。五、教學評價課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、表現(xiàn)及反應，評價學生的學習態(tài)度。作業(yè)完成情況：布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，檢查學生的掌握情況。實踐技能：通過實際操作考核，評價學生的實踐技能水平。六、教學反思在教學過程中，教師應及時關注學生的學習進度和反饋，根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學方法和進度。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊協(xié)作能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。一、課程目標學生將全面了解云容器的概念、原理及其在云計算和軟件開發(fā)領域中的應用，認識到云容器在提高應用部署效率、資源利用率和可移植性方面的優(yōu)勢。學生能夠熟練掌握Docker等云容器管理工具的使用，包括鏡像的加載、標簽的創(chuàng)建、容器的創(chuàng)建與運行、以及容器的刪除等基本操作。通過實踐操作，學生將掌握在云容器中部署MySQL數(shù)據(jù)庫、Web服務器和云硬盤等應用的方法，并了解如何對容器進行配置和管理。學生能夠理解云容器的網(wǎng)絡配置原理，學會設置虛擬網(wǎng)絡編輯器、修改網(wǎng)絡適配器設置以及配置防火墻和SELinux等安全措施。同時，學生還將學會如何在虛擬機與物理機之間共享文件夾，實現(xiàn)文件的便捷傳輸。二、教學內(nèi)容第一部分：啟動BusyBox云容器BusyBox鏡像的加載：教師將演示如何從本地或遠程倉庫加載BusyBox鏡像，并指導學生進行操作。容器的創(chuàng)建與運行：學生將學習如何創(chuàng)建并運行BusyBox容器，以及如何在容器內(nèi)使用Shell命令。鏡像的上傳與下載：教師將介紹如何使用Docker的push和pull命令將鏡像上傳到私有倉庫或從私有倉庫下載鏡像，并引導學生進行實踐操作。第二部分：創(chuàng)建MySQL云容器MySQL鏡像的加載：學生將獨立從DockerHub或其他鏡像倉庫下載MySQL鏡像。容器的配置與運行：教師將演示如何配置MySQL容器的環(huán)境變量（如數(shù)據(jù)庫密碼），并運行MySQL容器。學生將跟隨操作，并學會在容器中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表和插入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的查詢與管理：學生將學習如何在MySQL容器中執(zhí)行SQL語句，查詢和管理數(shù)據(jù)。鏡像的標記與上傳：學生將學會如何給MySQL鏡像打標簽，并將其上傳到私有倉庫。第三部分：搭建Web容器HTML文件的準備：教師將指導學生如何準備HTML文件和圖片等網(wǎng)頁資源，并將其放入共享文件夾中。NGINX容器的部署：學生將學習如何使用Docker導入NGINX容器鏡像，并配置和運行NGINX容器，以托管HTML文件和圖片。容器的訪問與測試：學生將使用瀏覽器訪問部署在NGINX容器中的網(wǎng)頁，并驗證網(wǎng)頁的顯示效果。鏡像的標記、上傳與導出：學生將學會如何給NGINX鏡像打標簽、上傳到私有倉庫以及導出為本地文件。第四部分：開發(fā)云硬盤容器ownCloud鏡像的加載：學生將從DockerHub下載ownCloud鏡像，并了解ownCloud作為云硬盤的應用場景。ownCloud容器的配置與運行：教師將演示如何配置ownCloud容器的環(huán)境變量和存儲路徑，并運行ownCloud容器。學生將跟隨操作，并學會在ownCloud中注冊賬戶、登錄并上傳文件。云硬盤的使用與管理：學生將學習如何在ownCloud云硬盤中管理文件，包括上傳、下載、刪除和共享等操作。三、教學方法講授法、演示法、討論法、實踐操作法。四、教學步驟導入課程、講授新知識、演示與練習、討論與總結。五、教學評價課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、表現(xiàn)及反應，評價學生的學習態(tài)度。作業(yè)完成情況：布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，檢查學生的掌握情況。實踐技能：通過實際操作考核，評價學生的實踐技能水平。六、教學反思在教學過程中，教師應及時關注學生的學習進度和反饋，根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學方法和進度。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊協(xié)作能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。一、課程目標使學生深入了解TensorFlow這一開源機器學習框架的基本原理、架構及其在不同應用場景（如圖形分類、音頻處理、自然語言處理等）中的優(yōu)勢。讓學生學會在支持的系統(tǒng)上安裝和配置TensorFlow，并驗證其安裝是否成功。學生能夠理解Docker在AI云容器部署中的關鍵作用，掌握Docker的安裝、配置和基本使用方法。學生掌握如何從DockerHub等倉庫下載TensorFlow官方Docker映像，并成功部署TensorFlow云容器。通過“HelloWorld”程序的開發(fā)，體驗在TensorFlow云容器中進行AI應用開發(fā)的流程。利用TensorFlow云容器提供的資源和環(huán)境，進行簡單的AI模型訓練、推理和驗證。二、教學內(nèi)容第一部分：學習TensorFlow人工智能平臺TensorFlow簡介：介紹TensorFlow的背景、發(fā)展歷程及其在機器學習領域中的地位。闡述TensorFlow的架構、核心組件及其工作原理。TensorFlow安裝與配置：講解TensorFlow支持的系統(tǒng)版本和硬件要求。演示如何使用pip安裝TensorFlow穩(wěn)定版，并驗證安裝是否成功。TensorFlow應用場景：展示TensorFlow在圖形分類、音頻處理、自然語言處理等場景下的應用案例。分析這些案例的技術特點、實現(xiàn)方法和性能表現(xiàn)。第二部分：部署TensorFlow云容器Docker基礎：介紹Docker的概念、原理及其在容器化技術中的重要作用。講解Docker的安裝、配置和基本使用方法，包括鏡像的拉取、容器的創(chuàng)建和運行等。TensorFlowDocker映像：介紹TensorFlow官方Docker映像的存儲位置、版本信息和特點。演示如何從DockerHub等倉庫下載TensorFlow官方Docker映像。TensorFlow云容器部署：講解如何在Ubuntu系統(tǒng)上部署TensorFlow云容器。演示如何啟動運行TensorFlow云容器，并驗證其安裝是否成功。第三部分：使用TensorFlow開發(fā)“HelloWorld”程序“HelloWorld”程序開發(fā)流程：介紹在TensorFlow云容器中開發(fā)AI應用的基本流程，包括環(huán)境配置、代碼編寫、模型訓練和推理等。演示如何編寫一個簡單的“HelloWorld”程序，該程序應能夠利用TensorFlow進行基本的張量運算或模型推理。代碼實現(xiàn)與調(diào)試：引導學生編寫“HelloWorld”程序的代碼，并提供必要的指導和幫助。講解代碼調(diào)試的方法和技巧，幫助學生解決在開發(fā)過程中遇到的問題。結果展示與評估：展示學生編寫的“HelloWorld”程序的運行結果，并進行評估和總結。分析學生在開發(fā)過程中遇到的問題和困難，提出改進意見和建議。三、教學方法講授法、演示法、討論法、實踐操作法。四、教學步驟導入課程、講授新知識、演示與練習、討論與總結。五、教學評價課堂表現(xiàn)：觀察學生在課堂上的參與度、表現(xiàn)及反應，評價學生的學習態(tài)度。作業(yè)完成情況：布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，檢查學生的掌握情況。實踐技能：通過實際操作考核，評價學生的實踐技能水平。六、教學反思在教學過程中，教師應及時關注學生的學習進度和反饋，根據(jù)學生的實際情況調(diào)整教學方法和進度。同時，教師還應注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和團隊協(xié)作能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。一、課程目標幫助學生全面理解AI云容器的概念，學習如何在云容器中部署和開發(fā)AI應用。掌握在AI云容器中利用深度學習框架（如TensorFlow）進行模型訓練和推理的方法。通過訓練手寫數(shù)字識別、商品銷量預測、人臉識別等模型，學生將學會根據(jù)業(yè)務需求選擇合適的模型和數(shù)據(jù)集。掌握數(shù)據(jù)預處理、模型構建、訓練、評估和優(yōu)化等關鍵環(huán)節(jié)。借助JupyterNotebook等工具，學生能夠自主完成模型訓練和可視化工作。培養(yǎng)學生通過實際操作，提高解決問題的能力，并在云容器開發(fā)中展現(xiàn)出創(chuàng)新思維。二、教學內(nèi)容第一部分：訓練手寫數(shù)字識別模型