云計(jì)算技術(shù)與高校校園數(shù)字化建設(shè)*

湯新鴻

（新疆藝術(shù)學(xué)院宣傳部，新疆烏魯木齊 830049）

將高校內(nèi)部的科學(xué)研究、日常生活、正常教學(xué)、管理和服務(wù)等相關(guān)資源，利用行業(yè)高端的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)或計(jì)算機(jī)技術(shù)全部規(guī)范化、數(shù)字化匯合和管理，使這些資源能夠達(dá)到重復(fù)使用和合理配置，并且可以統(tǒng)一進(jìn)行權(quán)限管理、資源控制、用戶維護(hù)等操作，這就叫做數(shù)字化校園.通過高校校園數(shù)字化，可以做到對(duì)管理和制度的革新、對(duì)管理步驟的調(diào)整和修改、對(duì)教育方法的更新，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化教育的目標(biāo).

1 云計(jì)算的定義和特性

1.1 云計(jì)算的定義

云計(jì)算技術(shù)是一種近幾年發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)模式，通常分為廣義和狹義兩種云計(jì)算.廣義的云計(jì)算被定義為服務(wù)的交付和運(yùn)用形式.通常定義中的“服務(wù)”一定是虛擬的、安全的、可靠的、極大規(guī)模的，它可以是其他任何形式的服務(wù)，也可以是特指與互聯(lián)網(wǎng)、IT或軟件有關(guān)的服務(wù).另一種就是狹義的云計(jì)算，它被視作IT基本設(shè)施的交付和運(yùn)用形式.

操作云計(jì)算的用戶可以在一個(gè)能夠獨(dú)立進(jìn)行管理和修復(fù)的虛擬資源層上，通過云計(jì)算技術(shù)的使用，對(duì)所需服務(wù)和資源的數(shù)目、形式進(jìn)行修改.

1.2 云計(jì)算的特性

1）數(shù)據(jù)中心分布性，并確保系統(tǒng)具有防災(zāi)性能

把存儲(chǔ)在云端的用戶資料復(fù)制到互相獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中的形式叫做分布式數(shù)據(jù)中心.在這個(gè)數(shù)據(jù)庫中，用戶資料是不會(huì)被輕易找到，甚至有些用戶本身也不能確定數(shù)據(jù)的真正儲(chǔ)存地點(diǎn).利用云計(jì)算的這個(gè)特性不但可以抵抗互聯(lián)網(wǎng)黑客和病毒的攻擊，增強(qiáng)了系統(tǒng)的防災(zāi)性和可靠性，而且恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)也可以找到根據(jù).

2）具有極強(qiáng)的平臺(tái)模塊擴(kuò)展性

目前大部分云計(jì)算技術(shù)平臺(tái)內(nèi)的各個(gè)層面都設(shè)有多種多樣的中間件軟件以及硬軟件設(shè)施，并依據(jù)SPI結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合.其中的設(shè)施和各種中間件軟件都具有此平臺(tái)可以使用的接口，用戶可以通過這些接口對(duì)層面進(jìn)行拓展.少數(shù)云計(jì)算平臺(tái)和平臺(tái)之間也備有對(duì)接使用接口，用戶可以通過這些備用接口將數(shù)據(jù)由一個(gè)云計(jì)算平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一臺(tái)云計(jì)算平臺(tái)內(nèi).以上這些功能滿足了很多使用者的需要，并且這些功能以后還將會(huì)被設(shè)計(jì)者們進(jìn)一步完善［1］.

3）根據(jù)需求支付費(fèi)用，使成本降低

目前在很多云計(jì)算技術(shù)服務(wù)中最重要的一項(xiàng)，就是云計(jì)算中可以提供根據(jù)用戶需求進(jìn)行支付費(fèi)用的服務(wù).在用戶使用云計(jì)算的過程中，不僅減少了采購和維護(hù)平臺(tái)基本設(shè)施的支出，同時(shí)還可以根據(jù)自己的需要對(duì)云計(jì)算服務(wù)進(jìn)行擴(kuò)充和修改，增強(qiáng)用戶資金的實(shí)用性.

4）通過云計(jì)算對(duì)資源進(jìn)行整合，加強(qiáng)設(shè)備計(jì)算功能

云計(jì)算可以將很多資源匯集到一個(gè)公用資源的范圍內(nèi)，采用多用戶共同租用的形式對(duì)資源進(jìn)行分享.由于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)寬帶不同等條件限制，促使任一用戶在相同公用資源范圍內(nèi)獲取的服務(wù)有所不同，甚至不如當(dāng)?shù)赜?jì)算機(jī)平臺(tái)給予的服務(wù).可是這種公用資源共享功能對(duì)一個(gè)社會(huì)整體資源是極為有利的，不但可以加快少量不用主機(jī)的使用頻率，同時(shí)還可以對(duì)少數(shù)高峰值地區(qū)的荷載進(jìn)行分擔(dān)，加強(qiáng)資源的使用頻率.

5）隔離設(shè)置硬、軟件，降低設(shè)備之間的依賴

在云計(jì)算平臺(tái)內(nèi)，處于下面的基礎(chǔ)設(shè)施和位于上面的操作軟件是分別被設(shè)置在不同虛擬層上的.用戶只可以看見本虛擬層上的內(nèi)容，例如在虛擬軟件層上的用戶不可以看到設(shè)備層，而使用設(shè)備層的用戶同樣看不見軟件層.這樣的結(jié)構(gòu)一方面可以增強(qiáng)資源的合理設(shè)置，另一方面也降低了設(shè)備和設(shè)備之間的依賴［2］.

6）用戶可以按照需要，彈性地使用虛擬資源池

云計(jì)算平臺(tái)軟件可以依據(jù)用戶訪問的需求，合理地減少和增加用戶需要的資源數(shù)量，對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行綜合化管理.所以云計(jì)算在進(jìn)行操作例如階段性要求或大幅變動(dòng)要求等的非恒定要求時(shí)，可以達(dá)到很好的結(jié)果.通過云計(jì)算服務(wù)，不但可以滿足按照預(yù)先要求進(jìn)行規(guī)則化分配，同時(shí)也能夠?qū)磿r(shí)要求進(jìn)行調(diào)整，云計(jì)算提供的彈性服務(wù)，可以滿足任何時(shí)間內(nèi)用戶的所有要求.

2 目前高校數(shù)字化建設(shè)狀況

我國高等院校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一般可以分為四個(gè)階段:第一階段，建立高校網(wǎng)絡(luò)硬件階段;第二階段，建立綜合信息體系階段;第三階段，試行包括遠(yuǎn)程教育在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)教育階段;第四階段，也是目前正在進(jìn)行建立的數(shù)字化階段.各所高校都在積極準(zhǔn)備資金完成建立數(shù)字化高校的目標(biāo)，甚至國家211工程內(nèi)也包括了部分國家重點(diǎn)高校的數(shù)字化建立項(xiàng)目，其中也不乏初見規(guī)模的數(shù)字化高等院校.但是，目前高校在數(shù)字化建設(shè)中存在很多需要解決的問題.

2.1 輕軟件配置和使用，重硬件配置

建立數(shù)字化高校過程中，可以察覺建設(shè)者輕視軟件建立、重視硬件建立，通常體現(xiàn)在以下兩點(diǎn).

第一，投入多，成果少.大部分部門都配置非常高檔次的計(jì)算機(jī)，但是卻很少使用，原因之一是操作這些高檔次計(jì)算機(jī)的用戶沒有掌握足夠的技能和理論（即信息素質(zhì)）對(duì)問題進(jìn)行解決，造成資源的浪費(fèi).這種信息素質(zhì)是根據(jù)用戶的思維方式和文化水平，后天學(xué)習(xí)、接受培訓(xùn)得到的，是用戶素質(zhì)組成的一部分.按照ISTE，即International Society for Technologyin Education（美國教育技術(shù)協(xié)會(huì)）公布的標(biāo)準(zhǔn)，從事教師行業(yè)的人必須擁有以下三種信息素質(zhì):1）可以通過操作數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、文字處理和電子表格系統(tǒng)提升專業(yè)進(jìn)程和工作效率;2）可以在所在教學(xué)領(lǐng)域和年級(jí)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行教學(xué);3）必須具有計(jì)算機(jī)使用基礎(chǔ)和理論實(shí)踐.在這三種信息素質(zhì)中，最簡(jiǎn)單的是第三種，第一種次之，只要部分教師可以實(shí)現(xiàn)，最難的應(yīng)該屬第二種，可以達(dá)到此種水平的教師數(shù)量非常少.

第二，硬件設(shè)備齊全，可是和硬件對(duì)應(yīng)的資源和軟件設(shè)備不完備，我們可以形象的比喻為有鍋無米.在資源儲(chǔ)備中，高校數(shù)字化建立要求非常多的數(shù)字化資源進(jìn)行填充，并且對(duì)資源的需求會(huì)隨著建設(shè)需要不斷增加.而一些高校具有的“數(shù)據(jù)庫”，也只不過是隨意下載的、沒有權(quán)威的、沒有科學(xué)價(jià)值的資料而已，并且存在很多過去的資料，沒有可更新的內(nèi)容;在軟件儲(chǔ)備中，很多與教學(xué)配套的軟件同樣也比較匱乏［3］.

2.2 輕建立教學(xué)體系，重建立管理體系

由于培育人才是各所高校的基本目標(biāo)，所以高校數(shù)字化最根本的職能就是可以支撐全部教學(xué)過程，例如可以支撐教師擬定教學(xué)計(jì)劃、教師編寫教學(xué)方案、課堂教課、復(fù)習(xí)、實(shí)踐、教學(xué)后自修、測(cè)試和評(píng)定考試成績以及跟蹤學(xué)生發(fā)展情形等教學(xué)內(nèi)容.當(dāng)今高校數(shù)字化建設(shè)中，對(duì)例如OA辦公自動(dòng)化體系和MIS信息管理體系等所有管理體系的建立和操作十分看重.雖然這些管理體系可以提高管理的效率，提升校園數(shù)字化建設(shè)的進(jìn)程，但是對(duì)于教學(xué)體系的投入?yún)s相對(duì)較小.例如同教育有關(guān)的諸如輔助資源庫、網(wǎng)上備課系統(tǒng)、網(wǎng)上考試系統(tǒng)、課件庫、電子圖書館、網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)等一系列網(wǎng)上教學(xué)體系的建立過程，并沒有做到健全地進(jìn)行，而且我國大部分高校的遠(yuǎn)程教學(xué)都是單一傳遞，缺少教師與學(xué)生的呼應(yīng).

2.3 輕教育思想改革，重技術(shù)操作

在建設(shè)高校數(shù)字化進(jìn)程中，從表象上看主要是針對(duì)設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行建立，但是實(shí)質(zhì)上卻是要體現(xiàn)教育的信息化.在現(xiàn)今的高校形成數(shù)字化過程中，存在嚴(yán)重的傾向問題，即輕看輕教育思想改革，而看重技術(shù)操作的問題.例如在建設(shè)數(shù)字化高校校園中，大多數(shù)高校都忽略了要利用數(shù)字化對(duì)教學(xué)思想、教學(xué)角度進(jìn)行轉(zhuǎn)換的問題，而往往僅注重技術(shù)原因，這樣就造成了數(shù)字化校園建設(shè)完成后仍然無法滿足教學(xué)信息化的需求.所以，高校數(shù)字化校園的建立和使用，不僅僅要完成技術(shù)革新，還要對(duì)教育理念、角度、形式進(jìn)行提升，從而適應(yīng)教學(xué)信息化的需求.唯有教學(xué)理念與高校數(shù)字化的完美契合，才可以使得數(shù)字化在教學(xué)過程中發(fā)揮最大功效.

2.4 輕外部信息資源，重內(nèi)部信息建立

能夠完成共享資源是使用互聯(lián)網(wǎng)第一大優(yōu)勢(shì).如今社會(huì)中互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展非常迅猛，可以使用的信息資源也十分龐大，所以各所高校的用戶和管理者們都應(yīng)該對(duì)各個(gè)互聯(lián)網(wǎng)資源徹底的利用.可是也有為數(shù)不少的高校在建設(shè)數(shù)字化校園進(jìn)程當(dāng)中，忽略匯集和整合校外信息，而更注重校內(nèi)信息的建立.這樣做的后果是學(xué)生和老師所要進(jìn)行查找信息的路程更為曲折，也更浪費(fèi)精力和時(shí)間.所以通過專業(yè)人員將所有所需信息逐一分類和匯總，統(tǒng)一設(shè)計(jì)查找路徑和建立資料庫，將會(huì)節(jié)省高校師生的時(shí)間，并能增強(qiáng)學(xué)習(xí)效率.

3 云計(jì)算在高校數(shù)字化建設(shè)中的作用

伴隨著高校數(shù)字化需求的逐漸增多，一些使用教務(wù)管理體系、校園WEB網(wǎng)站、本科生管理體系、校園一卡通體系、財(cái)務(wù)管理體系、研究生管理體系、圖書管理體系等信息體系的高校，沒有對(duì)這些體系進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致資源和建設(shè)不斷重復(fù)和浪費(fèi).例如，有些高校的網(wǎng)絡(luò)中心內(nèi)部沒有使用的服務(wù)器就多達(dá)上百臺(tái)，沒有達(dá)到這些服務(wù)器存在的根本目標(biāo)，所以如何對(duì)閑置的龐大資源進(jìn)行合理布局和優(yōu)化，就成為了各高校亟待解決的問題.

云計(jì)算技術(shù)作為當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)，各高校數(shù)字化校園建設(shè)的重點(diǎn)之一就是將其應(yīng)用于高校數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)管理中心.現(xiàn)在所有高校都在熱烈地開展數(shù)字校園建設(shè)活動(dòng)，所以研究和探討如何將高校信息資源狀況和云計(jì)算技術(shù)完美融合就顯得十分重要了［4］.

1）綜合資源，減少成本

利用云計(jì)算技術(shù)，可以最大限度地綜合已有硬件條件，通過有限的投入減少軟件投入資本，在最短時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量數(shù)字化校園的建成并使用.例如，高校機(jī)房每年所消耗的電費(fèi)多達(dá)人民幣近百萬元，我們可以通過云計(jì)算技術(shù)減少服務(wù)器數(shù)量，綜合硬件配置，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排效果.

2）提升數(shù)據(jù)中心整體水平

云計(jì)算技術(shù)是一種可配置資源的模式，它可以根據(jù)使用需要，在最短時(shí)間內(nèi)、利用最少服務(wù)和管理就可以對(duì)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)、服務(wù)器、以及應(yīng)用程序進(jìn)行發(fā)布.云計(jì)算技術(shù)還可以給大量空閑計(jì)算機(jī)分配少量計(jì)算任務(wù)，最后綜合全部結(jié)果完成最終大型的計(jì)算活動(dòng)，不但節(jié)省時(shí)間，同時(shí)保證完成效率.數(shù)字化高校校園的云計(jì)算平臺(tái)簡(jiǎn)單地講就是利用云模型設(shè)置共享資源池，達(dá)到IDC服務(wù)快速、有效地完成.

3）整合高校已有信息化資源、應(yīng)用和服務(wù)

通過云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高高校的服務(wù)水準(zhǔn)，改善高校的科研、生活、教育和管理?xiàng)l件，形成配套齊全的高校數(shù)字化平臺(tái)，服務(wù)更多高校師生［5］.

云計(jì)算技術(shù)可以做到整合現(xiàn)有資源、應(yīng)用和服務(wù)，建成一個(gè)既可以提供所有服務(wù)和資源，又可以實(shí)現(xiàn)共享資源、相互溝通和聯(lián)系、支撐科研、管理和教學(xué)的綜合性“高校數(shù)字化平臺(tái)”.利用這個(gè)平臺(tái)，既可以解決高校在管理、科研、教學(xué)中遇到的困難，也可以處理高校分布異構(gòu)、硬件更換頻繁、數(shù)據(jù)安全隱患、業(yè)務(wù)量大、以及軟件安裝復(fù)雜等一系列問題，還可以通過這個(gè)數(shù)字化高校平臺(tái)，為校內(nèi)所有學(xué)生、教師、職工提供更優(yōu)質(zhì)、便捷的服務(wù).

［1］鄧自立.云計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)和Hadoop平臺(tái)研究［D］.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2009.

［2］趙婕.面向高職院校的數(shù)字化校園設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.西安:西北大學(xué)，2010.

［3］薛靜.基于虛擬化的云計(jì)算平臺(tái)中安全機(jī)制研究［D］.西安:西北大學(xué)，2010.

［4］王顥翔.數(shù)字化校園信息規(guī)劃方法研究［D］.西安:西安建筑科技大學(xué)，2010.

［5］劉鵬程.云計(jì)算中虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移的研究［D］.上海:復(fù)旦大學(xué)，2009.