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摘 要：通过对云计算定义、体系架构及其特点的介绍，阐述了云计算在减少高校信息化建设成本投入、实现各信息资源共享、提供安全可靠的数据资源存储中心、催生高效自主的学习模式等四个方面对高校教育信息化建设的助推作用，并分析提出云计算充分应用高校教育信息化建设中的网络建设、公共标准以及资源分配等问题的思考。
关键词：云计算 高校教育 信息资源 教育信息化
高校教育信息化是指在高等院校教育与教学领域的各个方面，全面深入地应用计算机、多媒体和网络等现代信息技术，开发教育资源，优化教育环节，实现高校教育现代化的过程。云计算(Cloud Computing)作为一种全新的计算服务模式，其安全可靠、易扩展的数据存储和超强的计算能力应用于教育信息化建设，可为高校教育信息化的快速发展提供强大推力。
1.云计算简介
1.1 云计算的定义
云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，是这些计算机科学概念的商业实现[1]。云计算通俗理解就是以虚拟化技术为基础，以互联网为载体提供基础架构、平台、软件等服务为形式，整合大规模可扩展的计算、存储、数据、应用等分布式计算资源进行协同工作的计算模式。从根本意义上说，云计算就是数据存储在云端，应用和服务存储在云端，用户充分利用数据中心强大的计算能力，实现各自业务系统的自适应性。
1.2 云计算的体系架构
云计算是一组服务的集合，其具体体系架构：最底层为基础设施即服务层(Infrastructure as a service，IaaS)，在此将基础设施资源(计算、存储和网络)以服务的形式提供，它不仅包括虚拟化的计算资源和存储，而且还要保证用户访问时的网络带宽，具有在特定的服务质量约束(QoS)的情况下出租计算机或数据中心的能力，使之能执行任意操作系统和软件。在基础设施层之上是平台即服务层(Plaform as a service,PaaS)，这一层向用户提供了更高性能更个性化的基础硬件和软件服务，是整个云计算系统的核心层。主要包括并行程序设计和开发环境、结构化海量数据的分布式存储管理、分布式文件系统以及实现云计算的其他系统管理工具，如资源部署、分配、监控管理、安全管理、分布式并发控制等。简而言之，PaaS把基础架构资源封装成平台环境提供给用户。在平台层之上的是软件即服务(Software as a service,SaaS)，这层是云计算应用最广泛的一层，为最终的用户提供各种应用服务[2]。SaaS允许用户从Internet访问云服务，可以在多租户运营平台下运行，采用计量服务，允许出租特定的应用程序，并计时收费。云计算平台由于采用了层次化的架构设计，结构上易于分割，便于实现和维护，接口开放，标准规范，容易组建和管理。
1.3 云计算的特点
云计算的特点主要体现在：1.灵活的自治性。云计算系统提供的是服务，服务的实现机制对于用户来说是透明的，不需要了解云计算的具体机制和技术，系统软硬件能够自动进行配置，提供需要的服务；2.高可靠性、可用性和可扩展性。可靠的数据存储中心，云计算系统由大量的计算机构成集群向用户提供数据管理服务，由数据中心的管理者对数据进行统一的管理、分配资源、负载均衡、安全管理等，利用数据冗余和分布式存储保障数据的可靠性。云计算系统可以自动检测失效节点，并将后续服务请求分配给负载轻的节点，从而提供可靠的服务，保证服务的可用性，当用户的系统规模发生变化时候，云计算系统可根据用户需求自由伸缩；3.极高的经济性和服务多样性。通常组建超大规模的服务器集群相比同样性能的超级计算机成本低很多，并且各业务系统可以根据自己的需要灵活地租借适合自己的云计算能力。此外在云计算平台上，用户可以支付不同的费用，获得不同等级、不同功能的服务；通过虚拟化提高系统利用率，云计算系统可以看成是一个虚拟资源池，各种服务和资源都保存在云端，通过在服务器上部署虚拟机，最大程度上利用系统的运算能力，负载可以在各种虚拟资源上平滑地进行迁移[3]。
2. 云计算在高校教育信息化建设的应用
2.1 云计算能有效减少院校教育信息化建设基础设施的成本投入
随着教育信息化的快速发展，各院校用于信息化的教学和日常办公的软硬件更新、升级以及维持现有基础IT设施的运转维护都会支出大量的基础设施建设费用。而采用云计算所提供的服务，就能有效减少院校在教育信息化基础设施的成本投入。一是云计算可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。学校可以低成本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。作为客户端的本地电脑只需运行支持云计算的操作系统如Linux操作系统和Firefox、Chrome等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，这不仅能保证院校随时使用最新版本的应用软件，而且极大地减少了为维护、升级操作系统和应用软件而投入的费用。二是通过云计算提供的网络基础架构，可以为院校节约计算机、服务器等硬件设备的更新和维护成本。在云计算模式下，大量的复杂计算及存储工作都被放到了网络云端中，作为个人用户端可以简化到只需一个浏览器的设备就可以享受到云计算带来的方便快捷的服务。正如比尔・盖茨在一次演讲中说：“有了云计算，个人用户的内存只需640K足矣”[4]。
2.2 云计算有利于实现各高等院校信息资源的共享
目前我国各高等院校已经建设大量的教育信息资源，并且还在建设更多的教育信息资源，由于各院校地理位置的分散和交流方式的单一性，导致其教育信息资源出现“孤岛”现象而不能共享。采用云计算服务则可有效消除各院校间的“信息孤岛”现象。云计算提供了比网络技术更强的管理机制、自动化部署和高层次的虚拟化，将实现各教育机构网络环境上的最大化资源共享和协同工作。各院校可以将教学软件、教学管理系统、数字图书等信息资源放在供应商提供的云服务器上，通过云网络他们将可以共享云中所有的信息资源甚至进行复杂的科学计算。现有分散孤立、本地化的网络信息平台将转变成为一个与具体IT基础设施无关的强大统一的通用信息平台，以成千上万的云服务器为依托，该平台将拥有极其强大的计算功能和海量的网络资源，而彻底改变现有院校教育信息化建设中资源重复投入、虚拟化教学设备运行缺乏支持、子系统各自为政的现状，实现真正意义上的资源共享[5]。
2.3 云计算为院校信息资源提供安全、可靠的数据存储中心
教育信息化建设的深入发展为各高等院校积累了大量的信息资源，这些资源对院校至关重要，然而多数院校的信息安全专业人才却相对匮乏。此外，病毒和黑客的攻击手段也在改变，数据存储的安全形势较为严峻。云计算可以采用云存储技术为院校建立可靠和安全的数据存储中心，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，从而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，这为各院校信息资源的安全可靠提供了有力保障。
2.4 云计算催生更为高效自主的学习模式
云计算的应用将为高等院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。在云计算环境中，学生在课余可自行创建和管理学习时间和空间，选择所需任何院校放在云中的教育资源和服务进行自主学习。在云计算支持下，云服务将会为学生提供各种个人学习系统和工具，学生只需通过浏览器操作即可获得所需服务，极大降低了网络学习环境构建的门槛。学生还可以不受时间和空间的限制，随时随地与教师实施互动和在线答疑。通过云计算，学生可以利用休息时间，深入学习课程的相关内容，也可以将自己的学习资料与他同学共享，组成学习小组实施跨班级、跨专业、跨学科领域的共同学习。
3.云计算在高校教育信息化应用中亟待解决的问题
综上所述，云计算的应用能够在经济性、便捷性、安全性等方面有效促进高等院校教育信息化的建设发展，然而云计算作为新技术的应用刚处于起步发展阶段，针对云计算的技术构成及环境支撑的特点，将其有效应用于高等院校教育信息化的建设发展，也存在一些制约问题亟待解决。
3.1 网络建设问题
由于云计算的应用基于网络传输，因此它对网络带宽等基础设施建设有较高的要求。而现有的国内网络标准明显还不能满足云计算应用于教育信息化建设的要求，为了追求较快的响应和传输速度，建设更为健壮的国内互联网络将是一项较为艰巨的任务。
3.2 公共标准问题
云计算作为一种新技术的应用，至今为止还没有出台一个正式的公共标准。云计算涉及的参与方众多，除了终端用户的认同和配合之外，云计算各个层级的技术支持商、应用提供商、业务运营商等都需要相应的业务协作来最终为院校用户提供安全、可靠的教育信息化服务。如果没有统一的公共标准，用户的应用程序就可能在不同云计算平台出现不兼容的问题。因此，云计算建设部门必须统一各参与方云计算平台的技术体制、数据格式和软件标准，为实现平台与平台、平台与装备间的兼容性与互联互通打好基础。
3.3 资源分配问题
从理论上说，利用云计算技术，用户只需要通过联网的本地终端就可以使用“云”中的相关资源，但实际操作中为了安全和稳定，也为了在云服务中断或失效时，信息系统仍然能够正常地提供相关的服务，显然不能把所有的数据资源都放在“云”中，必然要继续在本地保存一些常规重要数据来作为云数据的一个备份。因此相关部门必须通过研究、论证对现有数据进行梳理，以确立哪些数据资源必须放在本地，哪些数据资源迁移到云计算平台。
4.结语
云计算作为一种全新技术，它反映了当前网络共享、共建、共赢的特征，宣告了低成本提供超级计算服务的可能。虽然目前云计算在教育息化化建设中的应用还面临一些问题与挑战，但随着不断探索研究，云计算必将为高校教育信息化建设乃至整个高等教育的新一轮跨越式发展注入新的动力。
参考文献：
[1]MILLER Michae1,云计算[M].姜进磊、孙瑞志、向勇等译.北京:机械工业出版社,2009.
[2]DISA.GIG content delivery service(GCDS)[J].GCDS on the Edge-Monthly Newsletter,2010:2.
[3]万利平、陈燕.云计算在教育信息化中的应用探究[J].中国教育信息化,2009(9):21-22.
[4]郑良仁、邵开丽、赵文安.浅析高校在云计算时代的机遇与挑战[J].福建电脑,2010(1):31.
[5]张莹.“云计算”技术在高校资源建设中的应用初探[J].科技资讯,2009(9):219-220.
