Računalništvo v megli za pametne storitve

Opravljen predmet Postopki razvoja programske opreme (63254).

Računalništvo v megli lahko opredelimo kot krovni koncept, ki zajema pet različnih tehnologij: internet stvari, umetno inteligenco, računalništvo v oblaku, veriženje blokov ter digitalni dvojčki. Adaptacija, integracija in samo-adaptacija teh tehnologij omogoča razvoj številnih novih zmogljivih pametnih storitev in aplikacij. Za zagotavljanje zanesljivih in zaupanja vrednih aplikacij računalništva v megli se je potrebno osredotočiti na izboljšave celotnega postopka razvoja programske opreme v smislu prilagodljivosti, prožnosti, programskih modelov, načrtovanja aplikacij, kakovosti izvedbe, operativnih stroškov in podobno.
Tematski sklopi:
1. Osnovni koncepti računalništva v megli
a. Opredelitev koncepta računalništva v megli
b. Razumevanje petih ključnih tehnologij: internet stvari, umetna inteligenca, računalniški kontinuum od oblaka do roba, tehnologije veriženja blokov ter digitalni dvojčki
c. Pomen, metode in tehnike integracije tehnologij
2. Samo-prilagodljiva programska oprema
a. Avtomatizacija opravil
b. Prilagoditev na podlagi arhitekture
c. Modeli za prilagajanje v času izvajanja
d. Ciljno usmerjeno prilagajanje
e. Garancije v primeru negotovosti
f. Prilagajanje na podlagi nadzora
3. Vpliv DevOps
a. Vpliv prakse DevOps na razvoj aplikacij v okviru računalništva v megli
b. Uporaba tehnologij vsebnikov za olajšanje procesa razvoja in distribucije
c. Možnosti uporabe metod umetne inteligence v aplikacijah računalništva v megli
4. Razvoj pametnih aplikacij v praksi
a. Razumevanje kompleksnosti razvoja pametnih aplikacij v okviru računalništva v megli
b. Prikaz celotnega procesa razvoja ene osnovne pametne aplikacije
c. Poudarek na prilagajanju obstoječih modelov različnih pametnih storitev in aplikacij glede na specifične zahteve
5. Koncept zaupanja in razvoj zaupanja vredne aplikacije
a. Pomembnost zaupanja v računalništvo v megli
b. Strategije za zagotavljanje zaupanja vrednih aplikacij
c. Obravnava etičnih vprašanj in regulativnih zahtev
d. Analiza varnostnih vidikov in zaščite podatkov
6. Primeri uporabe in potenciali:
a. Pregled primerov uporabe v slovenskem programu pametne specializacije
b. Analiza zahtev za vključevanje tehnologij računalništva v megli v obstoječe modele storitev
c. Raziskovanje potencialnih aplikacij na področju internet stvari, umetne inteligence, računalništva v oblaku in veriženja blokov
d. Kanvas poslovnega modela
Vsak tematski sklop bo podrobneje raziskan in predstavljen, da študentje pridobijo celovit vpogled v koncept, prakse in aplikacije računalništva v megli ter njegove možnosti za prihodnost.

1. Naresh Kumar Sehgal, Pramod Chandra P. Bhatt, Cloud Computing: Concepts and Practices, DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-77839-6, Springer International Publishing AG, ISBN: 978-3-319-77839-6, XXIX, 269
2. Tatiana Gayvoronskaya, Christoph Meinel, Blockchain: Hype or Innovation, DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-61559-8, Springer Nature Switzerland AG, ISBN: 978-3-030-61558-1, VIII, 126
3. Christoph Herwig, Ralf Pörtner, Johannes Möller, Digital Twins: Applications to the Design and Optimization of Bioprocesses, DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-71656-1, Springer Nature Switzerland AG, ISBN: 978-3-030-71655-4, VII, 254
4. Joakim Verona, DevOps: Harness the power of DevOps to boost your skill set and make your IT organization perform better, Packt Publishing Ltd, ISBN: 978-1788392570, 240

Študentje bodo pridobil znanja celotnega procesa razvoja pametnih aplikacij na preseku zgoraj omenjenih tehnologij. Ob zaključku tega predmeta se bo izboljšalo razumevanje primerov uporabe, funkcionalnih in nefunkcionalnih zahtev, sodobnih pristopov k reševanju različnih vprašanj zanesljivosti, kakovosti storitve in skrbništvu, glavnih tehnologij, ki se običajno uporabljajo za obravnavo celotnega spektra zahtev, vključno z orkestracijo, in celoten proces integracije samo-prilagodljivih aplikacij.

Poznavanje celotnega procesa razvoja programske opreme za razvoj kompleksnih decentraliziranih aplikacij oz. aplikacij računalništva v megli, ki vključujejo uporabo metod umetne inteligence.

Predavanja; laboratorijske vaje, kjer študenti spremljajo postopek razvoja večstopenjske pametne aplikacije; seminarsko delo (projekt), kjer študenti razvijajo in integrirajo pametno aplikacijo z upoštevanjem pojava in prakse DevOps; posvetovanja; študij literature.

Sprotno preverjanje (domače naloge, kvizi in drugi izdelki)
Končno preverjanje (pisni in ustni izpit)
Ocene: 6-10 pozitivno, 5 negativno (v skladu s Statutom UL)

GEC, Sandi, KOCHOVSKI, Petar, LAVBIČ, Dejan, STANKOVSKI, Vlado. Multi-party smart contract for an AI services ecosystem : an application to smart construction. Concurrency and computation: practice and experience. [Print ed.]. Aug. 2023, vol. 35, iss. 18, [article no.] e6895, str. 1-19, ilustr. ISSN 1532-0626. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cpe.6895, DOI: 10.1002/cpe.6895. [COBISS-SI-ID 100471555]
SHKEMBI, Klevis, KOCHOVSKI, Petar, PAPAIOANNOU, Thanasis G., BARELLE, Caroline, STANKOVSKI, Vlado. Semantic Web and blockchain technologies: convergence, challenges and research trends. Journal of web semantics. Dec. 2023, vol. 79, article no. 100809, str. 1-17, ilustr. ISSN 1570-8268. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1570826823000380, DOI: 10.1016/j.websem.2023.100809. [COBISS-SI-ID 172331523]
KOCHOVSKI, Petar, STANKOVSKI, Vlado. Building applications for smart and safe construction with the DECENTER Fog Computing and Brokerage Platform. Automation in construction. [Print ed.]. Apr. 2021, vol. 124, str. 1-9, ilustr. ISSN 0926-5805. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926580521000133?via%3Dihub, https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=127113, DOI: 10.1016/j.autcon.2021.103562. [COBISS-SI-ID 48826627]
KOCHOVSKI, Petar, STANKOVSKI, Vlado, GEC, Sandi, FATICANTI, Francescomaria, SAVI, Marco, SIRACUSA, Domenico, KUM, Seungwoo. Smart contracts for service-level agreements in edge-to-cloud computing. Journal of grid computing. Dec. 2020, vol. 18, no. 4, str. 673-690, ilustr. ISSN 1570-7873. https://link.springer.com/article/10.1007/s10723-020-09534-y, DOI: 10.1007/s10723-020-09534-y. [COBISS-SI-ID 32701443]
TAHERIZADEH, Salman, STANKOVSKI, Vlado. Dynamic multi-level auto-scaling rules for containerized applications. The computer journal. [Online ed.]. febr. 2019, letn. 62, št. 2, str. 174-197, ilustr. ISSN 1460-2067. https://academic.oup.com/comjnl/advance-article/doi/10.1093/comjnl/bxy043/4993728, https://academic.oup.com/comjnl/search-results?f_TocHeadingTitle=Section B: Computer and Communications Networks and Systems, DOI: 10.1093/comjnl/bxy043. [COBISS-SI-ID 8415073]
ŠTEFANIČ, Polona, CIGALE, Matej, JONES, Andrew C., KNIGHT, Louise, TAYLOR, Ian, ISTRATE, Cristiana, SUCIU, George, ULISSES, Alexandre, STANKOVSKI, Vlado, TAHERIZADEH, Salman, SALADO, Guadalupe Flores, KOULOUZIS, Spiros, MARTIN, Paul, ZHAO, Zhiming. SWITCH workbench - a novel approach for the development and deployment of time-critical microservice-based cloud-native applications. Future generation computer systems. [Print ed.]. 2019, letn. 99, št. okt., str. 197-212, ilustr. ISSN 0167-739X.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167739X1831094X?via%3Dihub, DOI: 10.1016/j.future.2019.04.008. [COBISS-SI-ID 8790113]
KOCHOVSKI, Petar, GEC, Sandi, STANKOVSKI, Vlado, BAJEC, Marko, DROBINTSEV, Pavel D. Trust management in a blockchain based fog computing platform with trustless Smart Oracles. Future generation computer systems. [Print ed.]. Dec. 2019, vol. 101, str. 747-759, ilustr. ISSN 0167-739X. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167739X19301281?via%3Dihub, DOI: 10.1016/j.future.2019.07.030. [COBISS-SI-ID 1538278083]
KOCHOVSKI, Petar, DROBINTSEV, Pavel D., STANKOVSKI, Vlado. Formal quality of service assurances, ranking and verification of cloud deployment options with a probabilistic model checking method. Information and software technology. [Print ed.]. maj 2019, letn. 109, str. 14-25, ilustr. ISSN 0950-5849. https://www.sciencedirect.com/journal/information-and-software-technology/articles-in-press, DOI: 10.1016/j.infsof.2019.01.003. [COBISS-SI-ID 8665441]