云计算在高校信息资源建设中的应用.doc

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云计算在高校信息资源建设中的应用摘要云计算是未来发展的趋势，预示着云时代的到来。它是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。其愿景是以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务。云计算已经给商业应用带来众多改变，对高校信息资源建设必然也会产生重要影响。本文首先介绍云计算的概念、工作原理和本质，简单描述其现今的应用情况，然后分析我国高校信息资源建设中存在的问题，最后详细探讨云计算在高校信息资源建设中的应用。关键词：云计算；信息资源建设；资源整合I ThecloudcomputingapplicationsintheconstructionofcollegeinformationresourcesGengLiMin（HenanInstituteofScienceandTechnology，HenanXinxiang453003）AbstractCloudComputingisactuallythetrendinthefutureanditmeansthecomingoftheCloudTime.Itisthedevelopmentofdistributioncomputing,parallelcomputingandgridcomputingorthecommercialrealizationofthesecomputersciencedefinitions.Itsdestinationistosupplysafe,quick,convinientdatastorageandnetworkcomputingserviceswhichareallbasedontheinternet.Itbringsuplotsofchangesincommercialapplicationsandwillalsomakesignificantimpactsintheconstructionofdigitalresourcesincollege.Thisthesiswillfirstlyintroduceitsdefinition,theoryofworkandnature,anddescribeitsapplicationsatpresent,thenanalyzetheproblemsthatexsistintheconstructionofinformationresourcesincollege,finallystudytheapplicationsofinformationresourcesconstructionincollegeindetail.Keywords:cloudcomputing;informationresourcesconstruction;resourcescombinationI 目录1 1 引言我国高校众多，地域上比较分散，造成了高校资源整合不足、教育资源孤立以及信息共享度低等现状。很大程度上限制了我国高校的信息资源建设。这种情况下，如何更高效更安全地共享和利用高校拥有的信息资源，是社会持续关注的焦点问题。云计算是当前IT业界热炒的话题，它综合了以往多种计算模式的优点，集分布式处理、并行处理、网格处理于一体，通过虚拟技术、自动化技术和集群技术等先进的计算机科学技术手段将整个互联网中的资源进行整合，向我们提供更快速便捷的资源存储、共享和计算能力。目前，云计算已经给商业领域带来不可忽视的变革，同样地，云计算也为高校信息化建设现存的问题提供了新的可供参考的解决方案。如果将云计算应用到高校的信息资源建设当中，必将带来意想不到的效果。一．云计算简介（一）什么是云计算早在2002年，刘鹏已经提出计算池的概念：将分散的高性能计算机通过网络连接起来，用专门设计的中间件软件将这些计算力粘合在一起，以Web界面接受各个节点的请求。这实质上就是云计算的雏形。关于云计算，尚未有一个统一的定义。业内定义为，云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业表现。即通过互联网提供软件与服务，并由网络浏览器界面来实现。用户加入云计算不需要安装服务器或任何客户端软件，可以在任何时间、任何地点、任何接入互联网的设备上随时随意访问，业界称这种服务模式为“软件即服务(SAASSoftwareAsAService)”，而对大多数用户来说，它不过就是一个网络。就此，李开复曾经打了一个形象的比喻：钱庄。最早人们只是把钱放在枕头底下，很安全，不过兑现起来比较麻烦。现在发展到银行，可以到任何一个网点取钱，甚至通过自动取款机，或者国外的渠道。就像用电不需要家家装备发电机，直接从电力公司购买一样。IBM（InternationalBusinessMachines）则认为，云计算是一种共享的网络交付信息服务的模式，云服务的使用者看到的只有服务本身，而不用关心相关基础设施的具体实现。在这种模式下，资源被封装为服务，用户通过互联网按需访问9 和使用资源，按使用量或业务规模付费王鹏.走近云计算[M].北京:人民邮电出版社,2009.。相比传统的网络服务模式，这种服务方式更具有灵活性。（二）云计算的工作原理和本质云计算的基本原理是，通过使计算资源和计算能力分布在大量的分布式计算机而非本地计算机或者远程服务器中，透过网络将庞大的计算处理程序自动拆分成无数个较小的子程序，再交由多台服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算、分析之后将处理结果返回到用户。用户使用云服务时通过互联网登录访问，云计算为其临时组建虚拟机器，组合所需要的计算资源和子中间件，按需求访问，依据实际使用付费，“云”中的资源和计算能力由统一的管理平台维护更新。云计算使得资源的开放程度更高，共享性更强，甚至一些复杂的计算能力也能像商品一样流通，取用方便且费用低廉。云计算将超级计算推向了普通大众。通俗的讲，云计算就是一种基于自然云的计算模型。它和自然云相比，有很多相似之处。这种基于自然云的计算模型有统一的对外接口，内部实现对外屏蔽，模型内部由相互独立的逻辑组件组成，且各组件在时间和空间上具有独立性。因此云计算模型可以根据需要动态调整内部构成以满足不同的需求。其工作过程如下：首先根据需求在“云”中找到已有的可用资源，将它们集成到原有的系统中组成新的系统；然后部署该系统给用户使用，当不需要某些功能时将其卸载。由此可见，云计算是一种具有良好弹性的技术服务和信息服务模式，构建它不仅需要分布式系统技术，还需要数据自动化技术和虚拟化技术的支持，这也是它的本质所在。二．云计算的应用情况分析（一）云计算的应用层次分析云计算可以分为软件即服务如GoogleApps（Google企业应用套件），平台即服务如IBM的ITFactory、Google的APPEngine和Force.com，基础设施即服务如Amazon的EC2（ElasticComputeCloud）、IBM的BlueCloud和Sun的Grid，硬件即服务四个层次的服务。各个层次的服务是相互独立、可以分割的，互联网用户可以根据需要选择任意层次的服务。（二）云计算的应用模式分析云计算的具体应用体现在以下几个方面：软件即服务（SAAS）：9 这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来，这样会省去在服务器和软件授权上的开支；从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，这样能够减少成本。实用计算（UtilityComputing）：这种类型的云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心，使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。网络服务：和SAAS关系密切，网络服务提供者能够提供API（ApplicationProgrammingInterface）让开发者开发更多基于互联网的应用，而不是向用户提供单机程序。平台即服务（PAASPlatformAsAService）：另一种SAAS，这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和中间商的服务器传到用户手中。管理服务提供商（MSPManagementServiceProvider）：MSP是最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户，常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。商业服务平台：SAAS和MSP的混合应用，该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统，能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。互联网整合：将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。（三）云计算的成功案例作为一种新的服务模式，云计算的兴起必将给当今社会带来巨大变化，其应用也相继出现在各个服务领域。最简单的云计算技术早先已经在搜索引擎、网络邮箱等传统的网络应用中有所表现。Google的Gmail、Gtalk、Google日历以及Facebook也是云计算的具体应用。不仅Google，全球IT和互联网巨头都争相发布自己的云计算产品和应用：亚马逊推出“弹性计算机云”服务，供中小型软件企业按照需求购买亚马逊数据中心的计算能力；Sun推出“黑盒子”计划，为政府、企业和大学的数据中心提供额外的计算能力；IBM宣布了“蓝云”计划；雅虎将一个4000台计算机的云开放给卡内基梅隆大学的研究人员；微软宣布将在都柏林建设其第一个欧洲数据中心以支持其众多的在线服务；等等。云计算应用必将深入互联网的每一个角落，这也是一个不可逆转的趋势。届时，我们只需要一台能够联网的终端设备，就可以在任何时间任何地点快速找到并使用各种资源，甚至可以进行超级计算，这在以前是不可想象的。9 三．我国高校信息资源建设分析（一）我国高校信息资源建设中存在的问题目前，国内高校的教学、科研等中总体来说存在着几方面的问题：1.信息资源等信息资源分布不均。知名大学有更好的资源，包括教授、实验室、电脑设备等有形资源和教学方法、科研资源、数字图书资源等无形资源。而对于大部分地方院校，由于资金来源有限，往往面临着设备老化，实验室资源不足，信息资源匮乏等状况。2.教学资源更新成本高、更新速度慢。技术的飞速进步往往要求学校能够为学生提供最新的实验室和电脑设备，而提供这些设备就需要投入更多的资金，这给高校增加了成本，带来了很大的压力。3.教学、科研资源共享程度低。近些年远程教育和网络教育的发展，以及高校课程联合范围的扩大，使得课程资源在一定程度和一定范围内实现了整合。然而对于硬件资源的整合仍然无法顺利实现。这些问题一方面造成了重复的资源投入，另一方面拉大了各地高校教学质量的差异。因此如何对高校的教学、科研资源进行最大程度、最大范围的整合，成了我国高校降低教学成本、提高教学质量的重要问题。（二）云计算在我国高校的应用尚处于起步阶段在国外，2007年10月，Google和IBM联合宣布推广“云计算”的计划，包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校在内的多所高校都参加了该项计划张渝江,岳伟.云计算叩开学校大门.中国信息技术教育[J],2008(12):93-94.。美国SIMtone公司也与北卡罗来纳州的格雷汉姆小学合作开始了学校云计算计划，推出的“通用云计算服务”将为学校600名师生带来虚拟电脑桌面。在“通用云计算服务”项目中，高校师生和工作人员可以使用该公司提供的桌面型瘦客户端和基于华硕Eee架构的笔记本电脑SNAPbook，也可以使用原有的电脑，或者采用性能一般的低价笔记本电脑以及智能手机接入该公司提供的云服务，享受云计算提供的虚拟桌面带来的乐趣。相对而言，我国高校的云计算应用尚处于起步阶段。虽然我国清华大学也于2008年3月加入了Google和IBM推广的“云计算”计划。通过这项计划，清华大学的研究者能够更方便地利用Google和IBM的云计算资源，搭建出各种创新性的应用。然而在我国大多数其他高校信息资源建设的过程中，尚没有涉及云计算。在高校信息资源建设中应用云计算的高校屈指可数，对加快高校之9 间资源整合和共享利用造成了不利影响。四．云计算在高校信息资源建设中的应用随着高校不断扩招，高校资源不断增多、不断丰富，以较低成本快速安全整合各种资源成为必然。高校不仅要逐步建立真正意义上的在线办公系统，即将所有的应用程序和文件都放在服务器端，师生用户只需要通过浏览器访问服务器即可实现文档、表格、课件的编辑，编辑完成后的文件直接存放在服务器端汪洋.云计算在院校教育中的引用初探.科技经济市场[J],2009(4):13.。而且要实现多个院校联合建设、共同应用。如建立全国高校信息联盟或地区性高校信息联盟以提供和共享各高校的教学、科研、数字图书、教务管理系统等资源等，避免单个高校单独承担建立庞大的、全面的数据中心的负担，使得高校用较低的花费享用更丰富的信息资源。如果高校选择使用云计算服务，把绝大部分计算任务交给云即分布式计算机服务器来完成，学校只需将电脑接入互联网即可。而且，云计算具有高性价比、高开放性、高可靠性、动态可扩展性、超强的计算能力等特点，可以满足我国高校资源整合的实用性、稳定性、安全性和技术先进性等多方面需求。云计算可以有效地利用和整合高校现有的硬件资源，降低软件的采购和维护成本，在有限的资金和时间条件下加快院校信息资源建设及其应用。多个院校可以将现有的信息资源共同组成一个属于这些院校的“资源云”，减少单个院校在资金和时间上的投入，并实现真正意义上的资源共享，最终实现高校资源信息化的目标。云计算对高校信息资源建设将会带来很多变革，主要有以下几个方面：（一）云计算可以降低高校信息化建设成本各高校都在进行信息化建设，不论是招生就业，还是教学娱乐，或者是教学评估和数字图书馆建设都离不开信息化建设。因此，各大高校都配备了大量的计算机和网络设备，还需要购买或租用昂贵的服务器。随着计算需求的增多，学校经常需要购买和更新计算机和网络设备等硬件资源，同时采购配套的教学系统等软件资源。对于学校来讲，通过投资建立计算中心成本较高，并且很难与教育信息系统的快速成长和服务的多元化要求相匹配。针对这些问题，云计算模式为学校提供了合适的借鉴方案，教育机构数据中心、网络中心的相关任务将可以选用云计算服务来完成，通过云计算提供的IT基础架构，可以为学校节约计算机、网络交换、服务器等硬件设备的购买和维护成本。高校将不用再投资购买昂贵的硬件设备、负担软件系统频繁的维护与升级。9 （二）云计算能够消除信息孤岛现象，加强高校间的联系和交流高校地理位置的分散以及交流方式的单一性是高校信息资源出现孤岛现象的主要原因。而采用云计算服务则将有效地消除各高校之间的“信息孤岛”现象。云计算提供了比网格技术更强的管理机制、自动化部署和高层次的虚拟化，将实现高校网络环境上的最大化资源共享和协同工作王萍,张际平.云计算与网络学习.现代教育技术[J],2008(11):82-83.。多个高校可以建立云计算网络，将教学软件、教学管理系统、数字图书资源等信息资源放在云服务提供商提供的云服务器上，当然高校并不了解服务器的物理所在地。通过这个云网络，高校将可以共享云中所有的信息资源甚至利用云中服务器的超强计算能力进行复杂的科学计算，而只需要依据使用云服务的时间和使用量付费给提供商。这样就促进了高校间的联系和交流。（三）云计算为高校创造崭新的教授、学习和科研空间云计算将为高校拓展出一个崭新的教学和科研空间，也为信息资源共享、协作创造了一个全新的环境。随着云计算模式的逐渐发展和普及，学校、教育机构和个人的信息处理会逐渐迁移到“云”上，这将对基于网络的教学、学习和研究带来积极的影响。一方面，学生可以通过云计算提供的服务，自由地选择学习内容和学习方式，更灵活高效地利用信息资源和服务。另一方面，高校教师、管理机构和科研工作者能更好地管理教学资源、开展教学设计、优化教学过程。对于高校技术工作者来说，掌握云计算技术的思想和应用模式，利用云计算的开发平台，并在网络教学、信息管理和科研等软件的设计和开发中进行应用，构建基于网络的云服务，将对高校信息资源建设起到推动作用。（四）云计算催生新型的高校学习模式网络环境下，以学生为中心的学习模式将是高校教学的发展趋势，远程教育和灵活学习在学生的学习活动中占据的比重将越来越大。因此，云计算的应用将会为高校学生提供内容更全面、资源更丰富、时间更自由、空间更广泛的学习环境。高校教育将不再被局限在固定的范围和时间内，而是增加了更广泛的、更灵活的模式。在这种学习模式下，学生除了在上课时间在教室接受教师的面授，还可以自行创建和管理学习空间，在课外通过连接高校的云计算网络控制和管理自己的学习，选择所需要的任何高校放在云中的学习资源和服务，不同的学生可以选择不同的学习内容和工具来创建个人学习环境。在云计算支持下，云服务将会为学生提供、控制和管理维护文档编辑、视频教学、网络培训等个人学习系统和工具。9 学生只需要通过浏览器即可获取构建学习环境所需的信息资源和服务，而不需自己下载安装学习软件和工具，也不需掌握复杂的软件操作，这样极大降低了网络学习环境构建的门槛。而且，云计算能够使学生对所用的学习资源和学习工具“按需使用、即需即用、快速聚合”，降低Web学习的成本与难度，学习方式更为灵活敏捷，学习情境更为丰富，有助于提高学习生产力。（五）云计算为学校提供经济的应用软件定制服务软件即服务（SAAS）是云计算提供的一种服务类型，它将软件作为一种在线服务来提供，GoogleApps就是这种类型的应用徐华祥.云计算对教育的影响初探[J].电脑知识与技术,2009(10).。学校接入这类云计算服务后，可以以低廉的价格甚至免费使用云服务提供的一些常用的应用软件，如办公软件、电子邮件系统等，无需再花费大量资金购买商业软件授权。作为客户端的本地电脑只需运行图形界面的支持云计算的操作系统如Linux操作系统和Firefox浏览器即可享受云服务，应用软件的更新和维护全部由云计算来实现，这不仅能保证高校随时使用最新版本的应用软件，而且极大地减少了学校为维护和升级操作系统和应用软件而投入的费用。而Linux和Firefox都是开源软件，可以获取免费使用的许可。GoogleApps就是一个典型的云计算服务案例，Google不仅为个人用户免费提供了字处理、电子表格、PPT（PowerPoint）演示文档制作、网页制作以及电子邮件等应用软件，还专门为教育机构免费提供了GoogleApps教育版。（六）云计算为高校信息资源提供可靠和安全的数据存储中心由于对信息化建设的投入不断加大，高校积累了大量的信息资源。这些资源对高校来说是至关重要的。然而，在高校中信息安全相关的专业人才相对匮乏，对高校信息资源的安全可靠性产生了威胁。另外，病毒和黑客的攻击手段也在逐日改变，数据存储的安全、可靠显得尤为重要。如何能够可靠和安全地存储这些信息资源也给高校带来了挑战。云计算可以采用云存储技术为高校建立可靠和安全的数据存储中心。高校使用云存储服务，信息资源等数据存储在云中，由云计算服务提供商提供专业、高效和安全的数据存储和维护保管。因此基本上不用担心由病毒和黑客的侵袭以及硬件的损坏所导致的数据丢失问题，这为高校信息资源的安全可靠提供了有力保障。（七）云计算使高校信息资源的共建、共享更为便捷目前，教育行政机构、学校和教育企业已经建设了大量的信息资源，并且还将建设更多的信息资源。由于可以将信息资源存储在云上，这样就使信息资源的共享将更为方便与快捷。云服务传递给每9 位教师和学生一个虚拟的个人电脑桌面。不管是在什么地方，也不管使用什么类型的客户终端，用户接入云中后，都会获取到同一个虚拟桌面，就像使用同一台电脑的系统。因此师生用户可以在任何地方、在任何联网的设备上共享高校的信息资源。各个教育机构和信息资源建设人员也可以利用云计算所提供的强大的协同工作能力实现信息资源的共建。同时启用云计算服务提供的共享机制还能把文档与他人协作共享。比如使用GoogleApps，可以把未完成的写作带回家，也可以与他人一起协同完成教学设计文本和演示文档，并同其他教师分享。作为新兴的概念，云计算迄今还没有统一的标准和实现方式，如何在现有的高校信息资源网络上进行基于云的资源整合还存在着以下的一些困难和问题：如何对现有高校信息资源进行规划；对于增加新的应用程序服务器和虚拟实验室，需要资金的支持；支持云架构的虚拟服务器和接入服务器的设置问题。尽管有各种各样的问题和困难，作为整合高校信息资源的有力手段，云计算必然会在高校信息资源建设中有越来越多的应用。结束语无论是作为一种新的技术，还是作为一种新的业务形式或者商业模式，云计算都宣告了低成本提供超级计算服务的可能。云计算的出现，表明当前互联网的发展到了一个新的阶段，也是一个新的契机，必将在不远的将来展示出强大的生命力，并将从多个方面改变我们的学习、工作和生活。云计算对高校信息资源建设产生的影响也将是重大而深远的，云计算今后如何影响社会的发展，如何充分发挥云计算的特点和优势，还需要有充足的时间在实践中验证。9 参考文献[1]徐华祥.云计算对教育的影响初探[J].电脑知识与技术,2009(10).[2]王萍,张际平.云计算与网络学习.现代教育技术[J],2008(11).[3]张渝江,岳伟.云计算叩开学校大门.中国信息技术教育[J],2008(12).[4]王庆波,金涬等.虚拟化与云计算[M].北京:电子工业出版社,2009.[5]王鹏.走近云计算[M].北京:人民邮电出版社,2009.[6]史美林,姜进磊,孙瑞志,向勇等(译).云计算[M].北京:机械工业出版社,2009.[7]Power-AllNetworks.IntroductiontoCloudComputing[J].Power-AllNetworks,2008.[8]JefBarr,Evangelist,ThorstenvonEicken,ErikTroan.ApplicationArchitectureforCloudComputing[EB/OL].http://www.rpath.com/applicationarchitectureforcloudcomputing.pdf.2008.[9]张媛媛,赵广宇,余华鸿.云计算与高校资源整合.今日科苑[J],2009(4).[10]汪洋.云计算在院校教育中的引用初探.科技经济市场[J],2009(4).[11]陈康,郑伟民.云计算:系统实例和研究现状.软件学刊[J],2009(5).[12]陈康,郑纬民.云计算:构建基于互联网的应用[N].计算机世界.2008(36).[13]方华.云计算在医疗中的应用[J].中国医疗器械信息.2008(8):63-64.[14]李永先,栾旭伦,李森森.云计算技术在图书馆中的应用探讨.江西图书馆学刊[J],2009(1).[15]王伟,刘杰(编译).云计算:安全又省钱.每周电脑报[N],2008.[16]王志仁.如何应对云计算.IT经理世界[J],2008(14).9 谢辞这篇论文是在我的导师胡孟杰老师的悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到论文的最终完成，胡老师始终都给予我不懈的支持和细心的教导。通过此次论文，我学到了很多知识，通过查找资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力，是学习方法上的一个突破。在论文的写作过程中，我也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先要一丝不苟，对发展过程中出现的问题和偏差不能轻视，而且要学会与人合作，这样做起事情来就会事半功倍。总之，此次论文的写作过程，我收获了很多，为大学生活划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做了一个很好的铺垫。9