云計(jì)算技術(shù)在高校教育信息化建設(shè)中的應(yīng)用

摘 要

本文主要闡述了信息化教育平臺(tái)的現(xiàn)狀，并分析了云計(jì)算技術(shù)在高校教育信息化建設(shè)中優(yōu)勢(shì)，針對(duì)當(dāng)前的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展模式，構(gòu)建出了云計(jì)算技術(shù)在高校教育信息化服務(wù)平臺(tái)的技術(shù)構(gòu)架，從而促進(jìn)高校教育信息化建設(shè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算技術(shù) 高校教育 信息化建設(shè)

隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟，高校也將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到其信息化建設(shè)當(dāng)中來(lái)，并且隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，也讓該技術(shù)在高校教育中發(fā)揮出了其特有的作用。云計(jì)算技術(shù)在高校信息化建設(shè)及應(yīng)用中也逐步普及起來(lái)，對(duì)高校教育的支撐和發(fā)展也產(chǎn)生了積極的影響。

1 教育信息化云服務(wù)的特點(diǎn)及發(fā)展模式

1.1 教育信息化云服務(wù)平臺(tái)

教育信息化云服務(wù)可以將高度虛擬化的云資源及海量的信息管理起來(lái)，并且將業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)整合起來(lái)，這是當(dāng)前IT技術(shù)發(fā)展衍生的全新的教育信息化管理模式。以云計(jì)算為基礎(chǔ)，該種模式構(gòu)建起的平臺(tái)有四個(gè)方面：第一個(gè)是基礎(chǔ)云構(gòu)架，第二個(gè)是云應(yīng)用系統(tǒng)，第三是服務(wù)系統(tǒng)，第四是學(xué)習(xí)門(mén)戶(hù)。云應(yīng)用系統(tǒng)直接面對(duì)教育用戶(hù)，包括教師、學(xué)生、教育管理人員，為其提供教學(xué)、學(xué)習(xí)、搜索、資源應(yīng)用等各類(lèi)服務(wù)。教育信息化服務(wù)平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化需要，更有利于不同教育用戶(hù)對(duì)于信息服務(wù)的不同需求，滿(mǎn)足多種終端在任何時(shí)候的學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)不再受到時(shí)間和空間的限制。

1.2 教育信息化云服務(wù)的特點(diǎn)

1.2.1 社會(huì)化

媒體云的建立，將高校教育的資源進(jìn)行了充分的整合，借助社會(huì)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了向社會(huì)化的拓展。

1.2.2 集約性

傳統(tǒng)的高校教育信息管理存在很多的局限性，特別是在信息互通方面，因此造成了資源的浪費(fèi)，由于缺乏完整的數(shù)據(jù)，所以無(wú)法做到全面的業(yè)務(wù)分析，從而限制了高校信息管理服務(wù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的信息管理模式采用的是管理驅(qū)動(dòng)，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要在軟硬件各個(gè)方面進(jìn)行投資才能實(shí)現(xiàn)協(xié)同的發(fā)展，從而造成了運(yùn)營(yíng)成本的增加，也限制了信息管理服務(wù)的發(fā)展。

1.2.3 專(zhuān)業(yè)性

教育信息化云服務(wù)平臺(tái)可以將整合的教育資源統(tǒng)計(jì)分析，可以為系統(tǒng)的改進(jìn)提升指明方向，并且可以記錄教育用戶(hù)的學(xué)習(xí)過(guò)程，進(jìn)行量化，加以分析，以便為其提供個(gè)性化服務(wù)。

1.3 云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于高校教育管理信息服務(wù)發(fā)展模式研究

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各個(gè)高校也與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善IT基礎(chǔ)設(shè)施和校園網(wǎng)絡(luò)等，信息化建設(shè)也逐步成熟，信息技術(shù)的不斷更新也推進(jìn)了高校信息化的應(yīng)用。傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要投入大量的資金，卻缺乏有效的利用，并且隨著信息系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施的要求飛速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)模式難以滿(mǎn)足教育信息管理多元化的發(fā)展，也限制了信息化的進(jìn)一步發(fā)展。云計(jì)算采用分布式和并行處理模式來(lái)對(duì)資源進(jìn)行整合和存儲(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為依托，為用戶(hù)提供更為快速、便捷、安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。作為新型的基礎(chǔ)設(shè)施交付和使用模式，為高校未來(lái)的教育信息管服務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

在云構(gòu)架的校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，采用Infrastructure as a Serice、Platform as a Serice、Soft as a Serice這三種云計(jì)算服務(wù)類(lèi)型，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及資源的管理，并且有效的降低了高校教育信息化建設(shè)的成本。通過(guò)web或移動(dòng)端應(yīng)用軟件進(jìn)行接入，SaaS可以向用戶(hù)提供云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上所運(yùn)行的各類(lèi)教育管理服務(wù)，而IaaS可以有效的將資源進(jìn)行整合，其成員可以通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)搜索所需要的存儲(chǔ)資源，PaaS作為中間件存在的，通過(guò)服務(wù)形式讓開(kāi)發(fā)人員可以在其提供的基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)部署，不需要進(jìn)一步購(gòu)買(mǎi)，從而降低了后續(xù)的投資成本，并且為標(biāo)準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ)。

2 云計(jì)算技術(shù)在促進(jìn)高校信息資源共享中的優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向用戶(hù)提供其所需要的平臺(tái)、資源，是一種新型的服務(wù)交付和使用模式，“云”中的資源可以按需使用，并且可以無(wú)限擴(kuò)展。

2.1 云儲(chǔ)存技術(shù)可以提高高校信息資源共享能力

傳統(tǒng)的高校信息管理系統(tǒng)，各個(gè)位置的信息若要整合需要借助大量的人力物力，而云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)位置信息的整合，將信息上傳到云端后，進(jìn)行集中管理和調(diào)度。這樣減少了資源的重復(fù)建設(shè)，節(jié)省了投資成本，實(shí)現(xiàn)了資源集中管理及共享。如Amazon公司借助Amazon Simple Storage Serice（即Amazon公司提供的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為S3），通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行管理和訪(fǎng)問(wèn)，用戶(hù)可以將資源信息放置于存儲(chǔ)云上，有效的降低了數(shù)據(jù)維護(hù)的成本。S3提供了調(diào)取資源信息的端口，用戶(hù)可以通過(guò)SOAP接口、REST或應(yīng)用程序都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資源的訪(fǎng)問(wèn)及調(diào)取。

2.2 減少人力投資，降低硬件和軟件成本

云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了資源的整合，及信息的集中管理，不僅減少了人力投資，還有效的降低了高校信息化建設(shè)的成本，卻能滿(mǎn)足高校更多的信息管理需求。高校無(wú)需投入大規(guī)模資金來(lái)進(jìn)行高校信息化的建設(shè)，轉(zhuǎn)而向供應(yīng)商租用教育平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)新服務(wù)的需求。

2.3 分布式計(jì)算技術(shù)和并行處理可提供強(qiáng)大的計(jì)算能力

信息資源數(shù)據(jù)上傳到云端后，云端對(duì)信息進(jìn)行分塊、多副本備份存儲(chǔ)，這種方式叫做分布式存儲(chǔ)，用戶(hù)在對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，大規(guī)模的分布式存儲(chǔ)則可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的并行計(jì)算。

MapReduce編程模型則是分布式計(jì)算技術(shù)，是由Hadoop Distributed File System和Google File System所開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的。所有的數(shù)據(jù)資源上傳到虛擬的服務(wù)器上，通過(guò)多臺(tái)計(jì)算機(jī)協(xié)作完成對(duì)數(shù)據(jù)信息的分布式存儲(chǔ)，同時(shí)，云平臺(tái)支持異構(gòu)接入，用戶(hù)只需要發(fā)出申請(qǐng)，平臺(tái)就可以根據(jù)申請(qǐng)靈活擴(kuò)展，從而實(shí)現(xiàn)與最新信息的同步更新，這也為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息共享提供了保障。

2.4 提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全endprint

云計(jì)算通過(guò)多種模式來(lái)保障其云端資源信息的安全性，如計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)、數(shù)據(jù)多副本等等。云計(jì)算可以避免網(wǎng)絡(luò)超載，實(shí)現(xiàn)了分布式、異構(gòu)信息資源的均衡負(fù)載。并且云計(jì)算還可以保障共享資源的安全，在日常工作中，可以通過(guò)冗余備份、容錯(cuò)榮災(zāi)等技術(shù)避免操作不當(dāng)造成的資源破壞，也可以避免病毒入侵或硬件損壞造成的信息資源丟失等等。當(dāng)前阿里巴巴、騰訊等大型互聯(lián)網(wǎng)公司及電信運(yùn)營(yíng)商都提供云服務(wù)，在確保用戶(hù)資源信息的安全方面，他們采取了很多措施，如數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證、冗余備份等技術(shù)都是來(lái)確保用戶(hù)資料信息的安全。

2.5 虛擬化技術(shù)可提高高校基礎(chǔ)設(shè)施利用率

云計(jì)算的核心是虛擬化技術(shù)，通過(guò)虛擬化技術(shù)來(lái)構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)的資源池，并且在云端實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的分配，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件基礎(chǔ)設(shè)施的整合和高效利用，有效的降低了高?；A(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。

3 基于云計(jì)算技術(shù)的高等教育信息服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建

通過(guò)云計(jì)算構(gòu)建的高校教育服務(wù)平臺(tái)不再受制于時(shí)間和地點(diǎn)，用戶(hù)只需要憑借管理權(quán)限或身份認(rèn)證就可以隨時(shí)隨地的通過(guò)云計(jì)算提供的端口獲取云端的存儲(chǔ)信息資源。

高校教育的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)分為六個(gè)層面，實(shí)現(xiàn)了與基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái)的融合，使其具備了新的特點(diǎn)，以確保資源與硬件的管理同步化，為高校教育信息化提供更好的服務(wù)。

3.1 應(yīng)用程序?qū)?/p>

應(yīng)用程序?qū)拥淖饔檬菫橛脩?hù)提供程序軟件，以云平臺(tái)服務(wù)的形式通過(guò)Web瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)。用戶(hù)無(wú)論在任何時(shí)候，只要有需求時(shí)，就可以通過(guò)PC或移動(dòng)端設(shè)備，以門(mén)戶(hù)管理的形式申請(qǐng)所需資源，數(shù)據(jù)中心接到請(qǐng)求后，就會(huì)根據(jù)用戶(hù)的需求快速做出響應(yīng)，并智能的分配資源。并且資源的獲取不再局限于校內(nèi)，只要是上傳到云端的資源都可以獲取。

3.2 服務(wù)層

高校教育云計(jì)算構(gòu)建的平臺(tái)不僅便捷、快速，還保證了用戶(hù)資料數(shù)據(jù)的安全，用戶(hù)在將數(shù)據(jù)資料上傳到云端后，如果需要瀏覽，無(wú)論何時(shí)何地，只要有互聯(lián)網(wǎng)，就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)，云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)學(xué)校數(shù)據(jù)資源的整合，用戶(hù)通過(guò)云計(jì)算提供的服務(wù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于全校資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，并且對(duì)于高校師生的科研學(xué)習(xí)、教學(xué)管理、管理決策等都起到了巨大作用，以較低的投入成本，提供了快捷、高校、安全的服務(wù)。

3.3 中間件服務(wù)層

中間件服務(wù)層是基礎(chǔ)管理層與應(yīng)用程序?qū)又g的支持程序，用戶(hù)可以通過(guò)中間件服務(wù)層，根據(jù)自己的需求，來(lái)獲取一系列的應(yīng)用開(kāi)發(fā)、部署、運(yùn)行等設(shè)置，還可以對(duì)相應(yīng)的內(nèi)容的訪(fǎng)問(wèn)、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等方面進(jìn)行個(gè)性化管理。如Spimple Queuing Serice（簡(jiǎn)單消息列隊(duì)）和SimpleDB Dynamo框架（簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)庫(kù)管理）是由Amazon所提供的比較成熟實(shí)用的中間件服務(wù)，SQL、Live、NET服務(wù)和Dryad框架也是一個(gè)比較成熟的中間件服務(wù)，是有Window Azure Service Platform所提供的。Google也提供了比較成熟的中間層服務(wù)，其分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、程序設(shè)計(jì)模式、分布式鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)了Map-Reduce的開(kāi)源。

3.4 虛擬服務(wù)器層

硬件和軟件的分離的實(shí)現(xiàn)是有虛擬化技術(shù)所提供的，用戶(hù)在虛擬曾運(yùn)行軟件的過(guò)程中，完全不需要考慮后臺(tái)的硬件。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器資源超載時(shí)，通過(guò)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源的遷移。用戶(hù)可以向供應(yīng)商租用虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件資源的虛擬化，從而避免硬件的超載。

3.5 基礎(chǔ)管理層

基礎(chǔ)管理涉及的是存儲(chǔ)、虛擬主機(jī)、內(nèi)存等，通過(guò)虛擬服務(wù)器層虛擬化，用戶(hù)不再需要購(gòu)買(mǎi)物理設(shè)備，只需要租用相應(yīng)的系統(tǒng)即可。基礎(chǔ)管理層也是云計(jì)算發(fā)揮作用的關(guān)鍵緩解，由三類(lèi)軟件構(gòu)成：虛擬化計(jì)算資源管理通過(guò)對(duì)硬件資源的管理來(lái)構(gòu)架可信、分布式的資源結(jié)構(gòu)部；中間件服務(wù)層遞交服務(wù)請(qǐng)求后由服務(wù)處理和控制以等級(jí)協(xié)議計(jì)算費(fèi)用，通過(guò)虛擬機(jī)智能分配，從而做到安全控制。

3.6 物理資源層

數(shù)據(jù)是云計(jì)算的中心，用戶(hù)通過(guò)Internet將計(jì)算任務(wù)調(diào)度到存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，也可以通過(guò)云計(jì)算對(duì)上傳到云端的信息資源進(jìn)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一部署。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，可以將所有的服務(wù)器整合到一起，從而形成一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的飛速發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)也開(kāi)始應(yīng)用于高校的信息化建設(shè)，并且體現(xiàn)出云計(jì)算技術(shù)在處理高校信息中的優(yōu)越性，特別是對(duì)于信息資源分配不均等方面具有巨大的作用，云計(jì)算技術(shù)與教育的相互融合，開(kāi)創(chuàng)了高校教育的另一個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了靈活的信息化服務(wù)平臺(tái)及資源共享，進(jìn)一步加速了高校教育的發(fā)展。隨著越來(lái)越多的科研人員對(duì)云計(jì)算技術(shù)的不斷探究，其功能被不斷的挖掘加以利用，從而為高校教育信息管理提供更便捷的服務(wù)，也為未來(lái)的高校教育信息提供多元化的發(fā)展道路。

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作者簡(jiǎn)介

賀培（1983-），男，山西省大同市人。工程師，主要從事教育信息化應(yīng)用、教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究。

作者單位

福建省星云大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)有限公司 福建省福州市 350001endprint