摘要：傳統(tǒng)的教育系統(tǒng)，在教學資源的分配上存在共享程度不高、使用效率低下、資源浪費嚴重、系統(tǒng)擴充性差等缺陷。隨著學習者對信息獲取和服務的要求不斷的增長，移動學習的發(fā)展進一步提出了更高的數(shù)據(jù)和服務要求。同時，學校和教育機構的信息中心和教育技術中心的軟硬件建設和維護成本在不斷上升。如何在有效的成本投資下最大程度的滿足學習對海量數(shù)據(jù)和服務的要求，成為信息化教育教學中逐漸引起關注的問題。在這種背景下，基于并行計算、分布式計算特別是網(wǎng)格技術的發(fā)展，產(chǎn)生了一種新型服務計算模型：云計算。

關鍵詞：云計算　互聯(lián)網(wǎng)　教育　信息化

引言

我國教育信息化歷經(jīng)十余年發(fā)展，投資規(guī)模逐年加大。經(jīng)過“211工程”“985工程”以及“面向21世紀的教育振興行動計劃”“農(nóng)村中小學遠程教育工程”“西部大學校園網(wǎng)”和“校校通”等一系列的重大工程建設，有力的推動了我國教育信息化的進程。

雖然我國高校的信息化建設已經(jīng)取得了卓著的成就，存在的問題也日趨嚴峻。越來越多的高校遇到以下問題：1．教育管理不統(tǒng)一；2．教學方式陳舊；3．投資費用過多，取得的效益較小。

適逢教育改革發(fā)展，推陳出新之際。信息化也正經(jīng)歷“云”的變革。云計算作為IT行業(yè)的第四次革命，在教育行業(yè)也逐步落地，應用也日漸深入。各高校也相繼開展了云計算在教育系統(tǒng)的應用平臺，如：北京大學計算機科學技術研究所、中國傳媒大學、上海交通大學、清華大學信息網(wǎng)絡研究中心等

一、云計算概述

2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會（SES San Jose 2006）首次提出“云計算”（Cloud Computing）的概念。Google“云端計算”源于Google工程師克里斯托弗·比希利亞所做的“Google 101”項目。

對于云計算的定義,目前尚未形成統(tǒng)一的結論。中國網(wǎng)格計算、云計算專家劉鵬給出如下定義：“云計算將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務”。

云計算既不是什么計算，也不是一項單純的技術概念，而是如何在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎上把所有硬件、軟件結合起來，充分利用和調(diào)動現(xiàn)有一切信息資源，通過構架一個新型服務模式，或者能夠提供服務的一種新的系統(tǒng)結構，為人們提供各種不同層次、各種不同需求的低成本、高效率的智能化服務及信息服務模式的改變。

二、云計算的基本原理

云計算是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的發(fā)展，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠將資源切換到需要的應用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。是透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，把存儲在大量分布式計算機產(chǎn)品中的大量數(shù)據(jù)和處理器資源整合在一起協(xié)同工作。在任何時間和任何地點，用戶都可以任意連接至互聯(lián)網(wǎng)的終端設備。因此，無論是企業(yè)還是個人，都能在云上實現(xiàn)隨需隨用。同時，用戶終端的功能將會被大大簡化，而諸多復雜的功能都將轉移到終端背后的網(wǎng)絡上去完成。

云計算與傳統(tǒng)的IT服務相比具有以下優(yōu)勢：

1．資源靈活：以并行計算為核心，按需調(diào)度計算任務、分配計算資源，并提供從數(shù)據(jù)導入、整合處理、計算模型設定到計算結果輸出、多形式展現(xiàn)、應用等完整的數(shù)據(jù)處理服務。為科學研究提供可靠的平臺。

2．通用性強：具有高可擴展性和很強大的數(shù)據(jù)共享。云計算不針對特定的應用，在“云”的支撐下可以構造出千變?nèi)f化的應用，可以輕松實現(xiàn)不同設備間的數(shù)據(jù)與應用共享。“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，同一個“云”可以同時支撐不同的應用運行，滿足不同應用和不同用戶規(guī)模增長的需要。

3．統(tǒng)一的管理：通過云計算的統(tǒng)一整合，轉變原來IT管理一對多的管理模式，實現(xiàn)了把物理資源池化的機制，通過云平臺統(tǒng)一調(diào)度，從而實現(xiàn)統(tǒng)一的管理入口，實現(xiàn)簡單統(tǒng)一的管理模式。

4．低成本：云計算時代，學校無需購買昂貴的服務器，也無需為服務器的維護與更新而感到煩惱， 只需要把電腦接入互聯(lián)網(wǎng)，把任務交給云端來處理即可，從而大大降低了成本。例如：美國的房地產(chǎn)網(wǎng)站Coosipy通過Amazon所提供的“彈性計算云”服務完成了一個巨大項目。原來預計需要花費6個月的時間幾百萬美元，卻只用了3個星期，費用不到五萬美元。

5．安全性：云計算提供了最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲中心。在“云”的另一端，有專業(yè)的團隊來管理信息，有最先進的數(shù)據(jù)中心來保存數(shù)據(jù)，用戶不用擔心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩。

下圖為使用云計算后的學校管理變化：

原有的教育管理系統(tǒng)：

使用“云計算”后的教育管理系統(tǒng)：

三、云計算在教育中的發(fā)展

作為云計算最初的應用實踐者──教育領域，各大公司相繼開展了自己的云計算教育計劃。繼“Google101”計劃之后，2008年初Google先后與中國臺灣大學、臺灣交通大學及清華大學開展云計算項目研究。其他業(yè)界巨頭也緊跟云計算步伐，隨之推出了自己的教育項目。如IBM的“藍云”計劃，Amazon的“云計算開放式基金”，杭州師范大學──微軟IT學院的建立。

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011～2020）》中明確提出了建設中國教育化云服務平臺的任務和行動計劃。云計算作為一個教育行業(yè)信息化的下一個熱點，投資規(guī)模也在逐年增加。

云計算在中國起步比較晚，2009年5月16至17日，中國教育技術協(xié)會在上海舉辦了全國首屆“云計算輔助教學高級培訓”，旨在幫助有條件的學校掌握云計算輔助教學的理論與技術，促進我國基礎教育教學改革，提高教學質(zhì)量。繼此次培訓之后，我國各地區(qū)中小學逐漸開始實踐云計算輔助教學。

四、典型案例分析──中國傳媒大學

1．項目背景

中國傳媒大學是教育部直屬的國家“211工程”重點建設大學。中國傳媒大學成立于1954年，現(xiàn)有在校學生逾15,000名，教職員工1900多名。作為中國媒體教育的最高學府，中國傳媒大學多年來不斷為中國媒體行業(yè)輸送高素質(zhì)的專業(yè)人才，為中國經(jīng)濟的發(fā)展做出了卓越貢獻。

20世紀90年代以來，影視動漫、游戲開發(fā)等文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，隨著人們欣賞水平的提高，對3D游戲、高清影視和動漫的需求量與日俱增。 由于動漫3D場景和影視特效制作的復雜性，即使設計師有了很好的設計靈感和創(chuàng)意，制作過程依然需要耗費龐大硬件資源超長的計算時間，速度已經(jīng)成為影視特效和動漫制作的主要瓶頸。3D圖形的設計、創(chuàng)建和渲染要求采用高性能計算，但是設計人員和學生通常承擔不起特效工具的費用，也無法使用特效工具，這對他們工作效率的提高和個人的發(fā)展帶來了障礙。

對于中國傳媒大學高性能計算中心來講，通過多年的發(fā)展，除了做傳統(tǒng)的科學計算，學校也在思考怎樣把高性能計算的技術和方法，與游戲動漫等文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)相結合。過去高性能計算中心做了很多嘗試，例如基于高性能計算平臺的動漫渲染。能否從動漫創(chuàng)意作為切入點，把過去在技術層面取得的成果與文化進一步結合？

2．系統(tǒng)建設

該大學部署了戴爾數(shù)據(jù)中心解決方案支持其云平臺，此解決方案采用第 12 代 Dell PowerEdge服務器(采用英特爾至強E5-2600處理器的Dell PowerEdge R720與R620服務器)、Dell PowerVaultMD3200存儲陣列、Microsoft Hyper-V及Microsoft RemoteFX軟件。由于戴爾第12代PowerEdge  R720和R620服務器集成了圖形處理單元 GPU技術，同時結合 Microsoft RemoteFX的虛擬化功能，可大幅提升每一虛擬桌面的圖形處理速度，從而縮短大型高清媒體文件的處理時間。目前，高性能計算中心的IT團隊已經(jīng)利用自己開發(fā)的動態(tài)基礎架構云管理平臺DIM完成了新服務器的部署，并利用 Dell OpenManag（包含帶生命周期控制器的 Integrated Dell Remote AccessController (iDRAC)）的嵌入式管理功能簡化日常任務。

服務方面，中國傳媒大學采用戴爾專業(yè)技術支持的專業(yè)上門服務，為他們專門指派的上門服務經(jīng)理可以全面負責故障排除事宜，并提供綜合性的技術指導。萬一發(fā)生故障，利用戴爾專業(yè)技術支持的關鍵任務型四小時內(nèi)上門服務，技術支持工程師可在4小時內(nèi)抵達傳媒大學，解決可能導致停機的問題。此外，在發(fā)生緊急情況時，傳媒大學可以通過配備了戴爾中國員工的全球支持中心獲取資源，以便快速響應緊急情況備案。

3．收益

●利用得以增強的虛擬化桌面基礎架構，將計算性能提升 20%。

●提高中國傳媒產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力，同時將成本降低超過 10 億人民幣。傳媒大學提供的這項服務，不僅將提高全國傳媒行業(yè)的設計效率和生產(chǎn)力，而且一年內(nèi)便可為整個行業(yè)有效節(jié)約超過 10 億人民幣的硬件購置成本。Virtual Studio文化創(chuàng)意在線虛擬工作室云平臺有力地推動了文化產(chǎn)業(yè)的轉型升級。平臺運行一年，其產(chǎn)品與服務的銷售收入將達到5000萬元人民幣，三年內(nèi)，平臺累計產(chǎn)值將超過2億元人民幣。

●利用易于管理的技術，IT 團隊效率提高20%。

“十二五”規(guī)劃提出了我國教育產(chǎn)業(yè)與信息化產(chǎn)業(yè)相結合的指示方針，要求全國院校切實做好教育產(chǎn)業(yè)《云計算服務創(chuàng)新發(fā)展試點示范》的工作，云計算將成為國內(nèi)高等教育人才培養(yǎng)與創(chuàng)新教育理念的核心技術。云計算技術的引入，使教育資源的概念和范疇不斷擴大化，計算力資源、平臺資源、知識與技能、數(shù)據(jù)資源、經(jīng)驗和分析，都已經(jīng)成為教育資源更加豐富的外延，教育資源不再只是單純的數(shù)字信息資源，而是包括了計算、效能和環(huán)境的資源，從物理的存儲狀態(tài)，轉變?yōu)榉涸诘姆战桓丁＝逃畔⒒ㄔO將出現(xiàn)一個全新的層面，那就是教育云

對多種信息資源的重組與優(yōu)化，最終實現(xiàn)大范圍、高效率的資源共享。

五、結束語

云計算，為構建教育服務平臺提供了充分而有效的技術支撐和服務保障，能夠使教育資源得以充分利用，減少城鄉(xiāng)之間、地區(qū)之間、學校之間的教育資源不均衡，使所有學生都能享有公平教育的權利。

云計算不獨屬個體，它應屬于整個世界，成為全球的共有財產(chǎn)。它帶給我們的不僅僅是豐富的資源，還有思維方式的改變。并且，最為重要的是，它將帶來一種跨越性的變革尤其是在教育領域。無論是作為一種新的技術還是一種新型網(wǎng)絡應用模式，云計算對教育領域的影響是意義深遠的。未來我們依舊要不斷努力嘗試去開發(fā)更多的云計算教育應用，充分發(fā)揮云計算在教育領域的特點和優(yōu)勢，真正實現(xiàn)PC性能最小化，教育功能最大化。

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5．云計算技術指導南  編者，楊文志，北京工業(yè)出版社，2010年

6．百度百科   云計算  http://baike.baidu.com