Cloud pro školy

Oblast informačních a komunikačních technologií se v posledních letech zásadně změnila. Dostupnost nové generace mobilních zařízení, trvalého připojení k internetu a výpočetní a datové kapacity datových center znamená i pro školství změnu přístupů k těmto technologiím. Mění se i tržní podíl jednotlivých dostupných platforem a mění se i obchodní modely pro distribuci aplikací a vzdělávacího obsahu. A nemalou roli ve vzdělávání získávají i sociální sítě.

Jak se vyvíjelo železo a připojení

Nejlépe si můžeme vývoj v oblasti hardware demonstrovat na srovnání dodávek v rámci projektu Internetu do škol před více než deseti lety s dnešní realitou.

Hlavní změnou v oblasti osobních počítačů a serverů v posledních deseti letech je výrazný pokles cen a výrazný nárůst výkonu či datové kapacity. Nárůst dostupného výkonu si můžeme snadno a rychle ukázat na nabídce procesorů pro osobní počítače, před deseti lety prakticky neexistující dvoujádrové procesory s frekvencemi 2-3 GHz jsou dnes už spíše výběhové a nahrazované čtyřjádrovými. Jejich ceny začínají hluboko pod tisícovkou. Přitom na trhu jsou běžně dostupné i šesti- či osmijádrové (pro servery dokonce až patnáctijádrové) procesory s frekvencí až 4 GHz s výkonem odpovídajícím vysoce výkonným pracovním stanicím či serverům před pouhými pár lety. V kancelářích nebo školách jsme před pár lety vystačili s osobními počítači s 1GHz procesory Intel Pentium III nebo 2GHz procesory Intel Celeron či Pentium 4 a s operační pamětí 512 MB, dnes jsou běžné čtyřjádrové procesory a operační paměť 2-4 GB.

Nabídka špičkových 12-15jádrových procesorů Intel pro servery

Kromě ceny a výkonu nesmíme zapomenout ani na změnu v poměru počtu prodaných notebooků a desktopů a na nové formáty počítačů. Objevily se malé a lehké netbooky a nettopy, ultrabooky, all-in-one, v posledních letech prudce akceleruje počet prodaných tabletů a chytrých telefonů, objevila se i nová generace nových tenkých a ultratenkých klientů a také minipočítačů s rozhraním HDMI, které je možné snadno připojit k televizoru či monitoru s tímto rozhraním.

Minipočítač s rozhraním HDMI

Pokles cen se netýká jen cen počítačů, ale i periférií. Výrazný pokles ceny se projevil i u ve školách potřebných dataprojektorů a síťových komponent. A v neposlední řadě musíme zmínit i zvýšení kapacity paměťových médií spojený s neuvěřitelným poklesem ceny za jednotku kapacity. Jestliže v rámci Internetu do škol dodávaly osobní počítače s 20GB disky, dnes jsou běžné disky s kapacitou v řádu TB. A jestli se před deseti lety používaly diskety s kapacitou 1,44 MB a 650MB CD-R disky, dnes jsou běžné USB flash disky s kapacitou v řádu desítek i stovek GB.

I dnešní běžné tablety i chytré telefony mají čtyřjádrové procesory s frekvencemi kolem 2 GHz, 1-2GB operační paměť a až 32-64 GB datové paměti. Ceny nejlevnějších chytrých telefonů a tabletů jsou přitom nyní v rozmezí jednoho až dvou tisíc korun. Srovnejme si jejich kapacitu a výkon s osobními počítači z Internetu do škol!

Poskytovatelé online služeb disponují obrovskou kapacitou výpočetního výkonu a datového prostoru, který je nyní pronajímán nebo je nabízen i bezplatně, především pro školy. Jestliže školní server dodávaný v Internetu do škol měl disk s kapacitou 36 GB, ze kterých byla jen zhruba polovina dostupná učitelům a žákům, například v bezplatné služba Google Apps pro vzdělávání má každý žák i učitel k dispozici neomezenou kapacitu pro data a e-maily.

V projektu Internet do škol byly školy připojovány k Internetu linkou s kapacitou 64 kbps, dnes je běžně dostupné připojení ADSL s kapacitou až 40 Mbps a v některých lokalitách se dá získat i připojení s kapacitou i přes 100 Mbps. Špičkové připojení ve světě je dostupné i s kapacitou 1 Gbps. Mobilní připojení je přitom na řadě lokalit dostupné s kapacitou v řádu desítek Mbps, většina území je pokryta připojením v řádu desítek až stovek kbps. V řadě provozoven je pak k dispozici bezplatné připojení pomocí wi-fi pro zákazníky a návštěvníky.

Ilustrační obrázek nové generace klientského zařízení s nízkou cenou: tablet se čtyřjádrovým procesorem a OS MS Windows 8.1

Statistiky o platformách

V letech 2014 se prodaly následující počty zařízení, druhé číslo je prognóza prodejů v roce 2015 dle společnosti Gartner:

• 318/321 milionu PC, notebooků a ultramobile PC,
• 216/233 milionu tabletů,
• 1,8/1,9 miliardy mobilních telefonů,
• 1156/1455 milionů zařízení s OS Android,
• 333/355 milionů zařízení s OS MS Windows,
• 263/279 milionů zařízení s iOS/Mac OS.

Tablety se ukazují jako vhodná platforma pro využití 1:1 ve školách, díky jejich klesající ceně se stávají i častým vybavením domácností školáků. Ve světě se nyní setkáváme i s masivními centrálními dodávkami do škol v řadě zemí: v Malajsii se dodalo žákům 1.7 milionu tabletů, levné školní tablety se dodávají i v Indii, státní program je i v Jižní Koreji. V České republice bohužel projekt EU peníze školám začal v době, kdy vhodné tablety ještě na trhu nebyly a nebyl ani zcela jasný trend nových platforem. Šancí je nyní využití strategie BYOD (Bring Your Own Device - tedy přines si vlastní zařízení), který se uplatňuje stále více i ve firemní sféře, a samozřejmě také nový operační program Výzkum, vývoj a vzdělávání v letech 2014-2020. Z výše uvedené statistiky také vyplývá nutnost opuštění zaměření výuky informatiky jen na klasické osobní počítače s OS MS Windows s kancelářským balíkem MS Office. Prvním krokem může být využití cloudových řešení, které jsou platformně nezávislé a pracují v prohlížeči na všech typech zařízení.

Přechod do cloudu

Využití cloudových služeb, tedy výpočetní a datové kapacity datových center, ke kterým se klienti připojují prostřednictvím Internetu, je trendem, který zasáhl nejen individuální uživatele, ale i firmy všech velikostí včetně nadnárodních korporací. Nemůže se samozřejmy vyhnout i školám, kterým je řada těchto běžně placených služeb poskytována i bezplatně. Cloudové služby se spouštějí v prohlížeči a jsou tedy dostupné z jakéhokoli zařízení: ze stolního osobního počítače, z mobilního počítače, z tabletu i z chytrého telefonu nebo dokonce z “chytré” televize.

Služby můžeme rozdělit do následujících kategorií:

• Datová uložiště či online disky (například MS OneDrive, Google Disk, Dropbox) - díky podpoře pomocí aplikací umožňují kopírování obecných souborů a dokumentů přímo v rámci běžných operačních systémů jako na lokální disky nebo pomocí webového rozhraní.
• Online kancelářské balíky (například MS Office Web Apps. Dokumenty Google, Zoho, tyto jsou již často propojeny s předchozími) - umožňují tvorbu běžných dokumentů (textových, tabulek či prezentací) přímo v prohlížeči bez nutnosti instalace aplikací, případně i migraci běžných dokumentů online.
• Webové publikační služby (například Weby Google, Blogger, WordPress, MS Sharepoint) - umožňují tvorbu webů různých druhů (wiki, blog a další), zpravidla s možností ukládání obecných souborů pro stažení.
• Multimediální úložiště (například YouTube, Vimeo).
• Nejrůznější specializované aplikace.

Další členění cloudových služeb je dle distribučního modelu:

• IaaS — infrastruktura jako služba (z "Infrastructure as a Service") — v tomto případě se poskytovatel služeb zavazuje poskytnout infrastrukturu. Typicky se jedná o virtualizaci. Hlavní výhodou tohoto přístupu je to, že se o veškeré problémy s hardwarem stará poskytovatel. IaaS je vhodné pro ty, kteří vlastní software (či jejich licence) a nechtějí se starat o hardware.
• PaaS — platforma jako služba (z "Platform as a Service") — poskytovatel poskytuje kompletní prostředky pro podporu celého životního cyklu tvorby a poskytování webových aplikací a služeb online. Příkladem poskytovatelů PaaS jsou Google App Engine nebo Force.com (Salesforce.com).
• SaaS — software jako služba (ze "Software as a Service") — aplikace je licencována jako služba pronajímaná uživateli. SaaS je ideální pro ty, kteří potřebují jen běžný aplikační software a požadují přístup odkudkoliv a kdykoliv. Příkladem může být známá sada aplikací Google Apps, nebo v logistice známý systém Cargopass.

Datová centra provozující cloudové služby jsou budována po celém světě. Jejich kapacitu si lze jen obtížně představit: jde o hangáry naplněné skříněmi zaplněnými počítači, kterých jsou v jednom datovém centru tisíce. Datová centra jsou propojena optickými kabely s vysokou přenosovou rychlostí a data jsou automaticky zálohována v několika různých centrech tak, aby při výpadku spojení či poruše byla trvale k dispozici uživatelům.

Pohled do datového centra Google v Lenoir v Severní Karolíně

Poskytovatelů komplexních balíků online služeb pro školy mnoho není. Jejich součástí pak jsou systémy pro správu uživatelských účtů, ať už učitelů nebo žáků, a tyto služby jsou propojeny s internetovou doménou školy. Tyto služby zpravidla obsahují všechny dílčí služby zmíněné výše a i mnohé další:

• Poštovní služby.
• Kalendářové služby.
• Datové uložiště.
• Online kancelářské balíky.
• Webové publikační služby.

Oba největší hráči na trhu, Microsoft a Google, nabízejí komplexní balíky bezplatných online služeb, které je ale velmi obtížné srovnávat:

• Microsoft Office 365 pro školy - navazuje na dosud dostupné offline a serverové aplikace (MS Outlook, MS Exchange, MS Office, MS SharePoint a další).
• Google Apps pro vzdělávání - vychází z osvědčených online služeb nabízených původně pro individuální klienty (Gmail, Dokumenty, Kalendář, Disk, Skupiny Google a další).

Musíme zdůraznit, že tyto služby jsou v rámci jednotlivých balíků provázány a umožňují práci i s mobilními klienty, ať už se jedná o tablety nebo chytré telefony. Datová kapacita a zabezpečení těchto služeb jsou velmi vysoké a jen těžko se jí dá konkurovat s využitím vlastního hardware a software.

Online služby pak nahrazují dosud používané aplikace pro osobní počítače. Změnil se i obchodní model, místo krabicového software jsou nyní běžné bezplatně nabízené základní verze služeb, na které navazují rozšířené služby za měsíční či roční poplatek, který je často výrazně nižší, než bývala cena podobných desktopových aplikací. Online je větší konkurence a zároveň se zvýšily počty klientů o jeden i více řádů. To se týka i výukových aplikací a služeb.

V této souvislosti se často používá termín Web 2.0 (doporučuji pro objasnění balkalářskou práci http://zbiejczuk.com/web20/), který je charakterizován následujícími atributy:

• Koncentrace dat.
• Změna komunikačního modelu – nástup many-to-many.
• Wiki systémy.
• Long Tail (dlouhý chvost).
• Reputační systémy.
• Web jako platforma.
• Mashup.

Jaké jsou hlavní výhody cloudového řešení

Výhodou nasazení bezplatných cloudových řešení je pro školy především ve snížení nákladů na provoz infrastruktury. Nejde ale jen o pořizovací náklady na potřebný hardware a software, ale i o náklady na správu školních systémů.

Zároveň ale musíme zdůraznit dostupnost nových a efektivnějších řešení: například sdílení dat a jejich dostupnost online kdekoliv z jakéhokoliv klientského zařízení či spolupráce několika uživatelů v reálném čase na společném dokumentu mění zásadně pracovní postupy i ve školách.

Google Apps pro vzdělávání

Komplexní balík služeb Google Apps pro vzdělávání vychází z osvědčených online služeb nabízených původně pro individuální klienty (Gmail, Dokumenty, Kalendář, Disk, Skupiny Google a další), později byly tyto služby spojeny do balíku služeb propojených s doménou a dodávány v různých variantách. Google Apps je nyní pro školy všeho druhu a tedy pro žáky a studenty, pedagogy a zaměstnance oprávněných vzdělávacích institucí k dispozici bezplatně (a bez reklam). Prakticky stejná služba je nabízená i firemnímu sektoru za cenu od 40 eur bez DPH ročně za každý uživatelský účet.

Služba Google Apps prošla auditem SSAE 16 typu II, data v ní uložená jsou zabezpečená s 99,9% dostupností a bezkonkurenčním obnovením v případě havárie bez poplatků.

Každý uživatel Google Apps pro vzdělávání má nyní k dispozici neomezený úložný prostor (donedávna to bylo “jen” 30 GB) pro služby:

• Disk Google ‒ úložiště pro libovolné soubory až do velikosti souboru 1 TB.
• Gmail ‒ pro ukládání příloh a e-mailových zpráv, které odešlete a přijmete v Gmailu.
• Fotky Google ‒ úložiště pro obrázky a fotografie.

Administrátorská konzole Google Apps pro vzdělávání

Základní služby balíku Google Apps pro vzdělávání, které může škola využívat, pokud je administrátor povolí (pouhá registrace Google Apps pro vzdělávání na doméně školy nijak neovlivňuje dosud používané služby, jako jsou třeba e-mail nebo web):

• Gmail - poštovní služba s adresou na doméně školy.
• Hangouts - textové, hlasové a video konverzace, včetně online videovysílání.
• Kalendář - kalendářová služba s možností sdílení a publikace kalendářů.
• Kontakty - správa kontaktů integrovaná s poštovní službou Gmail a sdílením dat.
• Disk - datové úložiště souborů všeho druhu integrované s kancelářským balíkem s možností kooperativní tvorby dokumentů v reálném čase (současná práce více uživatelů na jednom dokumentu).
• Dokumenty, Tabulky, Prezentace, Formuláře, Nákresy a Dynamické tabulky - kancelářský balík využívající jako úložiště Disk Google.
• Mobilní zařízení - správa zařízení.
• Skupiny - tvorba seznamů adres a diskuzních skupin.
• Učebna - jednoduchý e-learningový nástroj propojený se službou Disk.
• Weby - tvorba, sdílení a publikace webových stránek a webů (v režimu intranetu i veřejných), tato služba integruje mnoho dalších služeb Google.

Správa aplikací pro uživatele v Google Apps pro vzdělávání

V rámci je možné využívat další desítky služeb Google, ale i služeb dalších výrobců, které je možné do Apps doplnit ze specializovaného obchodu Google Apps Marketplace (řada z nich je pro školy rovněž bezplatných):

• YouTube - videoportál pro ukládání a sdílení videí.
• Blogger - redakční systém pro tvorbu blogů.
• Google+ - sociální síť.

Nabídka aplikací v Google Apps Marketplace

Gmail - poštovní služba

K poštovní službě Gmail se přistupuje zpravidla z webového rozhraní, které nabízí celou řadu funkcí popsaných v rozsáhlé české nápovědě (https://support.google.com/mail/?hl=cs#). Pro uživatele, který je zvyklý na práci s offline klienty, je samozřejmě i tento přístup možný, z vlastní praxe ale doporučujeme poštovní archivy přenést do služby Gmail a využívat všech možností online přístupu z libovolného zařízení.

Pro uživatele je důležitá neomezená kapacita e-mailové schránky, není třeba tedy pro úsporu místa zprávy vůbec mazat. Výhodná je i integrace s dalšími službami, například s Diskem Google: když připojujete ke zprávě soubory z počítače, jejich velikost nemůže překročit 25 MB, vložením z Disku můžete poslat soubor o velikosti až do 1 TB. To si asi u standardního školního serveru ani nedovedete představit...

Gmail nyní nabízí dvě různá rozhraní, klasické a nově ověřované s názvem Inbox, které je přizpůsobeno nové generaci dotykových zařízení.

Klasické rozhraní služby Gmail

Stejně jako u dalších služeb Google Apps je pro práci se zprávami důležité jejich vyhledávání, které nabízí intuitivně výběr řady parametrů pomocí našeptávače. Zprávy je možné označovat štítky pro jejich kategorizaci a je možno vytvořit filtry pro automatické zpracování zpráv (kategorizace, přeposílání, archivace atd.).

Nové rozhraní Inbox

Datové uložiště

Datové úložiště Google propojuje Disk Google, Gmail a Fotky Google, můžete na něj ukládat soubory přímo z počítače či přílohy z e-mailu a zálohovat fotky. Na Disku Google můžete mít bezpečně uloženo vše bez ohledu na typ souboru, stejně jako na běžném pevném nebo flash disku. V Google Apps pro školy ale nemáte žádný limit, můžete ukládat bez jakéhokoli omezení: fotky, videa, prezentace, soubory PDF – a třeba i dokumenty z Microsoft Office.

Soubory na Disku Google jsou soukromé, dokud se je nerozhodnete s někým sdílet. Kdykoli můžete ostatní pozvat, aby prohlíželi, komentovali nebo upravovali jakékoli soubory a složky, které chcete. Online spolupráce na souborech nikdy nebyla snazší: můžete s kolegy upravovat jeden soubor z mnoha počítačů v jednom okamžiku. Všichni budete vidět úpravy ostatních a můžete na ně i reagovat. Všechny revize souborů jsou automaticky ukládány a jsou trvale přístupné.

Dokumenty Google

Dokumenty Google jsou standardní textový editor, který pracuje jako služba v prohlížeči bez jakékoli instalace. Pokud je třeba, je možná kooperace několika autorů v reálném čase.

Podívejte se například na možnosti vložení objektů nebo formátování textu v tomto editoru:

Tabulky Google

Tabulkový kalkulátor Tabulky Google běží stejně jako Dokumenty Google v prohlížeči, nabízí identické funkce jako ostatní tabulkové kalkulátory běžně používané na stolních počítačích.

Prezentace Google

Editor prezentací Prezentace Google je autorský nástroj pro tvorbu prezentací opět jako Dokumenty nebo Tabulky běžící v prohlížeči.

Do editoru je integrováno vyhledávání:

Publikace dokumentů

Dokumenty, tabulky i prezentace se velmi snadno sdílejí s dalšími uživateli, ale také se snadno publikují online. Pokud to potřebujeme, každý dokument má svou jedinečnou adresu a je přístupný okamžitě na Internetu. Další variantou publikace online je vložení do běžné webové stránky.

Weby Google

Služba Weby Google umožňuje všem uživatelům vytvářet neomezený počet webů například pro jednotlivé třídy, projekty nebo předměty. Tyto weby mohou být veřejné nebo mohou být v režimu intranetu pro vybrané uživatele, mohou v případě potřeby být i na vlastní doméně (například školy).

Vytvoření webu je otázkou několika klepnutí a pro tvorbu stránek je k dispozici redakční systém typu wiki s intuitivním editorem stránek, který integruje další služby Google. Díky tomu lze snadno a rychle vkládat na stránky dokumenty, tabulky, grafy, mapy či videa a další objekty.

A takto vypadá webová stránka:

Podívejte se ve vyhledávači Google (https://goo.gl/L0MaSQ), kolik základních škol Weby Google používá:

Mapy Google

Služba Mapy Google nabízí mapy celého světa doplněné o řadu dalších služeb, především je třeba vyzdvihnout Street View a editor map Moje Mapy.

Street View nabízí podrobné panoramatické snímky ulic, náměstí a dalších zajímavých míst. Snímky pořizují speciální automobily nebo šlapací tříkolky s kamerovým systémem nebo i chodci s kamerovým systémem v batohu.

V Mapách Google jsou k dispozici i satelitní či letecké snímky.

K dispozici jsou i 3D modely vybraných budov.

Editor map Moje mapy umožňuje vytváření vlastní mapové vrstvy s vyznačením kót, tras nebo ohraničených útvarů.

Učebna Google

Služba Učebna Google je jednoduchá e-learningová nadstavba integrující možnosti Disku Google, Kalendáře Google a dalších služeb Google.

Microsoft Office 365 pro školy

Komplexní balík služeb Microsoft Office 365 pro školy navazuje na dosud dostupné offline kancelářské a serverové aplikace (MS Outlook, MS Exchange, MS Office, MS SharePoint a další), které byly v průběhu posledních let doplněny i o online verze. Microsoft Office 365 je nyní pro školy dostupný ve dvou verzích bezplatné a placené, která nabízí navíc především pronájem offline aplikací a dalších nadstavbových služeb.

Bezplatná verze Microsoft Office 365 pro školy nyní obsahuje:

• Office Web Apps - online verzi kancelářského balíku Office včetně Wordu, Excelu, PowerPointu, OneNote, Access a dalších.
• Úložiště souborů OneDrive s 1 TB pro každého uživatele s možností sdílení.
• Outlook, Exchange Online - e-mail, kalendář a kontakty s 50GB složkou doručené pošty.
• Lync Online - online komunikátor pro schůzky, rychlé zprávy a HD videokonference.
• SharePoint Online - tvorba webových portálů pro intranet pro skupiny či třídy s přizpůsobitelným nastavením zabezpečení nebo i pro veřejné weby.
• Yammer - sociální síť.
• Office Graph - individuální hledání a zjišťování v Office 365.
• Office 365 Video - videoportál pro ukládání a sdílení videí ve škole.

Součástí Office 365 je zaručená dostupnost 99,9 %, online technická podpora a nepřetržitá podpora pro kritické problémy a správa přihlašovacích údajů a oprávnění uživatelů pomocí integrace Active Directory.

Datové úložiště OneDrive

Do datového úložiště OneDrive můžete ukládat soubory bez ohledu na typ souboru, stejně jako na běžný pevný nebo flash disk: fotky, videa, prezentace, soubory PDF – a především dokumenty z Microsoft Office.

Soubory na OneDrive jsou soukromé, dokud se je nerozhodnete s někým sdílet. Kdykoli můžete ostatní pozvat, aby prohlížel nebo upravovali jakékoli soubory a složky, které chcete. Můžete s kolegy upravovat jeden soubor z mnoha počítačů v jednom okamžiku. Všichni budete vidět úpravy ostatních a můžete na ně i reagovat. Všechny revize souborů jsou automaticky ukládány a jsou trvale přístupné.

Word Online

Textový editor Word Online běží podobně jako další cloudové služby v prohlížeči. Jeho funkce jsou podmnožinou funkcí desktopového editoru MS Word, jehož formát souboru používá.

Excel Online

Tabulkový kalkulátor Excel Online běží podobně jako Word Online v prohlížeči. Jeho funkce jsou podmnožinou funkcí desktopového kalkulátoru MS Excel, jehož formát souboru používá.

PowerPoint Online

Tabulkový kalkulátor PowerPoint Online běží podobně jako Word Online v prohlížeči. Jeho funkce jsou podmnožinou funkcí desktopového kalkulátoru MS PowerPoint, jehož formát souboru používá.

Class Notebook

Služba Class Notebook rozšiřuje možnosti oblíbeného poznámkového bloku OneNote Online, umožňuje vytvořit unifikovaný online výukový systém pro učitele a žáky jeho třídy.