CloudRoom: Una Plataforma Universitaria Social, Semántica y Ubicua
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CloudRoomUna Plataforma Universitaria Social, Semántica y Ubicua
Autor: Francisco Javier Sánchez Carmona
Directora: Sonia de Frutos Cid
Escuela Técnica Superior de Ingenieros InformáticosUniversidad Politécnica de Madrid
TRABAJO FIN DE GRADO
CloudRoom - Francisco Javier Sánchez Carmona 2
Contenidos
1. Motivación
2. Objetivos
3. Fundamentos Tecnológicos
4. Planteamiento del Problema
5. Solución Propuesta
6. Conclusiones
7. Líneas Futuras
Motivación
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MotivaciónInternetificación
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MotivaciónComputación Móvil
• Internet está independizándose de los ordenadores• Cada vez mayor capacidad de cómputo• Conexiones de 4ª Generación (4G)• Internet of Things
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MotivaciónRedes Sociales y Web Semántica
• Información gigantesca desestructurada e inconexa• Redes Sociales • Ricas en conexiones de los datos
• Soluciones• Tecnologías semánticas
Facebook Open Graph Twitter Interest Graph Google Knowledge Graph
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MotivaciónCloud Computing
• Utility Computing• La computación como suministro• Como la electricidad, el agua o el teléfono
• Cloud Computing• Una idea antigua rebautizada
“If computers of the kind I have advocated become the computers of the future, then computing may someday be organized as a public utility just as the telephone system is a public utility... The computer utility could become the basis of a new and important industry.” —John McCarthy, discurso en el centenario del MIT en 1961
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MotivaciónMassive Open Online Courses (MOOC)
• Educación aumentada tecnológicamente• Cursos Online Masivos y Abiertos • Metodología• Curso con una estructura temporal definida• Número de estudiantes ilimitado• Impartido vía Internet• Materiales accesibles de forma gratuita
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Motivación Principales Plataformas
• Creadas por prestigiosas Universidades• En España• MiriadaX
• Para el futuro• Mooc.org (Google)
Objetivos
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Objetivos
• Plataforma MOOC desplegada en Cloud• Aplicación Software as a Service (SaaS)• Social• Multidispositivo (PC, Tablet, Smartphone …)• Semántica de los datos almacenados• Escalable y elástica
Fundamentos Tecnológicos
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Fundamentos tecnológicos
Planteamiento del Problema
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Planteamiento del Problema
• Concepción del producto desde la etapa inicial• Poca experiencia y conocimiento
• Plataformas MOOC• Redes Sociales
• Técnicas de Interacción Persona-Ordenador• Técnicas ágiles de análisis de requisitos
• ERS• Gestión de la Interfaz Principal• Gestión de Cursos• Interacciones Sociales• Acceso a cursos, instituciones, usuarios …
Solución Propuesta
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Solución PropuestaMetodología y Ciclo de Vida
• Ciclo de vida iterativo e incremental• Metodología personalizada• Métodos ágiles de Ingeniería del Software
• Gestión de Configuración• Integración continua
Bitbucket• Código
Dropbox• Documentación
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Solución PropuestaArquitectura del Software
• Todas las capas del sistema desacopladas• Front-end de Back-end
• Facilita la creación de nuevos clientes (Android, iOS …)
• Capa de datos del servicio web
• Balanceo de carga• Servidores de respaldo• Escalabilidad
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Solución PropuestaModelo de Datos
• Aplicación centrada en los datos• Ingente cantidad de datos (Big Data)• Muy variados (Texto, Videos, Fotos)• Generados a gran velocidad• Proporcionan un gran valor
• Persistencia Poliglota • Sesiones en BBDD Clave-Valor• Datos sociales en BBDD de Grafos
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Solución PropuestaModelo de Datos
• Almacenamiento de sesiones• Información volátil• Accedida potencialmente millones de
veces• Base de Datos NoSQL Redis
• Clave-Valor• Altamente escalable• Muy rápida para el dominio escogido
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Solución PropuestaModelo de Datos
• Clasifican la información• Modelan conceptos de forma
natural• Proporcionan semántica a los
datos• Una Red Social es un Grafo
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Solución PropuestaModelo de Datos
• Modelo de Redes Semánticas
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Solución PropuestaModelo de Datos
• SGBD Neo4j• Grafo de propiedades etiquetado• Esquema opcional• Compatible con Tripletas (RDF)
• Consultas• Lenguaje declarativo Cypher
• Escala hasta 32.000 M de Nodos• Capaz de recorrer 1M de Nodos/s
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Solución PropuestaModelo de Datos
• Modelo de diseño Neo4j• Etiquetas ayudan a clasificar e
indexar• Clases y Subclases
• Relaciones modelan conceptos
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Solución PropuestaBack-end
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Solución PropuestaBack-end
• Servicio web con API REST• Express.js
• Acceso a la capa de datos vía REST• Implementación• Javascript del lado del servidor (Node.js)• Modelo de entrada/salida no bloqueante
• Concurrencia asíncrona sin threads• Aplicaciones en red altamente escalables
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Solución PropuestaFront-end
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Solución PropuestaFront-end
• Interfaz web con Responsive Web Design• Proporciona cliente multidispositivo
• Lógica de la interfaz en Javascript• Framework Modelo Vista Controlador• Cliente REST
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Solución PropuestaFront-end
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Solución PropuestaDespliegue en Amazon Web Services
• Balanceo de carga elástico• Auto escalado dinámico• Dos zonas de disponibilidad• Tolerancia a fallos
• Alta disponibilidad de Contenido• Amazon CloudFront (CDN)
• Almacenamiento de objetos estáticos• Amazon S3
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Solución PropuestaDespliegue en Amazon Web Services
• Dos modos Maestro/Esclavo• Neo4j• Datos replicados• Alta disponibilidad
• Redis• Datos particionados y
replicados• Tolerancia a fallos• Alta disponibilidad
Conclusiones
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Conclusiones
• Proyecto integral de Ingeniería en Informática• Mayoría de áreas de conocimiento tratadas• Valoración de amplia gama de tecnologías
• Trabajo centrado en diseño escalable y elástico• Idea original propuesta• Dificultad inherente• Ambiciones que exceden el tiempo dado
Líneas Futuras
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Líneas FuturasBuscador Semántico
• Al estilo Facebook Graph Search• Consultas de la BBDD en lenguaje natural• Ya se han iniciado las investigaciones
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Líneas FuturasOtras funcionalidades
• Motor de recomendaciones• De cursos, de estudiantes para empleos
• Funcionalidades educativas• Clases en video• Automatización de las evaluaciones• Fórmulas colaborativas
• Certificados firmados• Chat Social
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Autor: Francisco Javier Sánchez Carmona
Directora: Sonia de Frutos Cid
Escuela Técnica Superior de Ingenieros InformáticosUniversidad Politécnica de Madrid
TRABAJO FIN DE GRADO