云計算內(nèi)涵與外延再認(rèn)識

內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展研究中心

云計算歸根結(jié)底是計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，正確地理解云計算概念的內(nèi)涵和外延，必須從計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)過程入手。

一、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演化歷程及特征

（一）最初階段：個人電腦階段

我國基本發(fā)生在上世紀(jì)80年代末期，最開始進(jìn)入人們生活的叫個人計算機(jī)（personal computer，簡稱PC機(jī)）。其操作系統(tǒng)主要是磁盤操作系統(tǒng)（disk operational system，簡稱DOS），操作方式主要是鍵盤輸入，一般只有專業(yè)人員才會使用，一定程度上影響了電腦的推廣和普及。后來美國微軟公司發(fā)明了視窗操作系統(tǒng)（windows）,操作上開始使用鼠標(biāo)，應(yīng)用的非專業(yè)化和簡單便利化使電腦迅速得以普及。這時的電腦主要是單機(jī)運(yùn)行，功能也主要用于文字處理、圖表統(tǒng)計、圖形制作等方面。但是，作為計算機(jī)領(lǐng)域幾個最基本的概念卻逐步得到人們認(rèn)知。一是電腦的計算能力，即計算機(jī)的處理器（CPU）能夠處理什么樣的數(shù)據(jù)及其運(yùn)算速度等。二是電腦的存儲空間，即計算機(jī)硬盤能夠存放多少數(shù)據(jù)和資料的能力。三是軟件和硬件，硬件是指諸如主機(jī)、顯示器和鍵盤燈組成電腦的各種物理設(shè)備；軟件是指應(yīng)用計算機(jī)語言編制的控制程序及各種應(yīng)用系統(tǒng)等。以后計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的所有創(chuàng)新和發(fā)展都是以這幾個基本概念為原點的。

（二）第二階段：局域網(wǎng)階段

在我國主要發(fā)生在上世紀(jì)90年代初期和中期，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的初始階段，表現(xiàn)為通過網(wǎng)線把一個機(jī)構(gòu)內(nèi)部的各個單機(jī)電腦連接起來，組成一個單位內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，其中，把一臺或幾臺負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)行的電腦稱為服務(wù)器，并放在特定的房間成為計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。這時候個人電腦功能除了原來的文字、圖表、圖形處理等功能外，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的文件傳輸和公共電腦上的信息發(fā)布功能等，后來又出現(xiàn)了單位內(nèi)部的辦公自動化應(yīng)用系統(tǒng)。但這期間網(wǎng)絡(luò)功能仍比較單一，處理的數(shù)據(jù)量也不是很大，對服務(wù)器的運(yùn)算能力、存儲空間和機(jī)房配置的要求也不高。

（三）第三階段：互聯(lián)網(wǎng)初級階段

在我國主要發(fā)生在上世紀(jì)九十年代后期，分散于各個機(jī)構(gòu)的局域網(wǎng)通過公共通訊網(wǎng)（固話網(wǎng)、專線、衛(wèi)星等）實現(xiàn)了互聯(lián)互通，形成了國際互聯(lián)網(wǎng)（internet）。網(wǎng)絡(luò)功能也得到了極大提升。一是擴(kuò)展了傳輸功能，電子郵件（email）可以在更大范圍內(nèi)傳輸；二是增加了網(wǎng)絡(luò)發(fā)布功能，各個機(jī)構(gòu)都可以在互聯(lián)網(wǎng)上建立自己的門戶網(wǎng)站(web)，并對外進(jìn)行信息發(fā)布。三是出現(xiàn)了許多專門從事互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的公共網(wǎng)站，如基于公共信息發(fā)布和提供公共郵箱的新浪、搜狐和基于網(wǎng)絡(luò)搜索的百度等。但這時候的大部分網(wǎng)站仍缺乏交互性，網(wǎng)站內(nèi)容主要由單位固定人員采集和發(fā)布，且上網(wǎng)終端仍然以個人電腦為主，人們上網(wǎng)查詢資料也僅局限在辦公室、家庭、網(wǎng)吧等場所。這期間網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和應(yīng)用功能的增加，對服務(wù)器、電腦的運(yùn)算能力和存貯空間等提出了更高要求，帶動了電腦硬件和軟件技術(shù)的大發(fā)展，以及機(jī)房和維護(hù)人員的專業(yè)化。

（四）第四階段：互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展階段

在我國基本發(fā)生在本世紀(jì)初期，隨著互聯(lián)網(wǎng)功能增強(qiáng)和應(yīng)用范圍逐步普及，開始進(jìn)入發(fā)展的新階段。一是政府部門的政務(wù)信息化水平大幅度提升。各種業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)不斷電子化、網(wǎng)絡(luò)化，公文起草與批辦、文件傳輸與保存、系統(tǒng)單位之間的視頻會議以及信息發(fā)布等業(yè)務(wù)，都依托網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。二是企業(yè)經(jīng)營管理的信息化水平更加普及。企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)經(jīng)營和管理實現(xiàn)了電子化和網(wǎng)絡(luò)化，互聯(lián)網(wǎng)也成為企業(yè)對外宣傳和產(chǎn)品營銷的重要平臺。三是出現(xiàn)了大量互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)，并由此產(chǎn)生了許多新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式。如淘寶、天貓等購物網(wǎng)站，優(yōu)酷、土豆等音視頻網(wǎng)站，QQ等社交和游戲網(wǎng)站以及基于第三方支付的支付寶等。與此相適應(yīng)，無論是政府、企業(yè)還是互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)機(jī)構(gòu)，為了滿足數(shù)據(jù)、信息等爆炸式、海量化增長的需要，對通訊網(wǎng)絡(luò)的帶寬、服務(wù)器的運(yùn)算和存儲能力、計算機(jī)房的專業(yè)化水平、上網(wǎng)終端的便攜易用性等都提出了更高要求。

（五）第五階段：移動（或無線）互聯(lián)網(wǎng)階段

這也是我國互聯(lián)網(wǎng)目前所處的階段。隨著人們的日常工作和生活對互聯(lián)網(wǎng)的依賴性越來越強(qiáng)，要求具有方便性和即時性上網(wǎng)功能的移動終端替代過去的電腦上網(wǎng)。在此背景下，能夠隨時隨地上網(wǎng)的智能手機(jī)應(yīng)時出現(xiàn)，大部分互聯(lián)網(wǎng)功能轉(zhuǎn)移到手機(jī)上。各大網(wǎng)絡(luò)公司也結(jié)合人們上網(wǎng)方式的變化，開發(fā)了各種移動應(yīng)用系統(tǒng)（業(yè)內(nèi)人員叫APP），從而使互聯(lián)網(wǎng)的普及應(yīng)用達(dá)到了前所未有的程度。同時，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及也反過來推動了計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更大進(jìn)步。

（六）未來階段：物聯(lián)網(wǎng)或智慧網(wǎng)絡(luò)階段

隨著未來科技進(jìn)步，人們會把各種感知系統(tǒng)和人工智能技術(shù)應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活，各種“物”也能夠通過感知、運(yùn)算、決策、處理等自行發(fā)揮作用，由以人為主的互聯(lián)網(wǎng)階段進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)階段，人類的生產(chǎn)生活將更加智慧化、自動化。

二、云計算的產(chǎn)生及其名稱由來

（一）現(xiàn)行各自獨立建管網(wǎng)絡(luò)模式的缺陷

隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍和業(yè)務(wù)量快速擴(kuò)大，對服務(wù)器的運(yùn)算能力、計算速度、計算模式都提出了前所未有的高要求，過去以各個部門、企業(yè)和機(jī)構(gòu)等分布式自行建設(shè)機(jī)房、自行購置服務(wù)器、自行運(yùn)營維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的建管方式逐步暴露出許多問題。

一是重復(fù)建設(shè)導(dǎo)致資源浪費。由于各計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)用戶單位規(guī)模不一、業(yè)務(wù)量大小不等，信息化要求程度也不同，每個單位都建立自己獨立的計算機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在建設(shè)投入、設(shè)備設(shè)施利用效率、維護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)的人力物力等方面都存在著大量的重復(fù)投入、閑置浪費等現(xiàn)象。

二是網(wǎng)絡(luò)不能互通、信息不能共享。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息共享是現(xiàn)代信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的生命力，但目前無論是電子政務(wù)還是電子商務(wù)，目前存在的最突出問題就是各個部門網(wǎng)絡(luò)相互割裂，部門信息孤島式儲存，成為制約網(wǎng)絡(luò)效能發(fā)揮和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大障礙。

三是不能適應(yīng)信息化的新趨勢。隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用深化，移動辦公、交互式辦公等越來越普及，對計算機(jī)服務(wù)管理系統(tǒng)的要求也越來越高，各單位再各自改造提升自己的計算機(jī)系統(tǒng)不僅造成新的重復(fù)建設(shè)浪費，也難以滿足信息新技術(shù)和新業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)和使用要求。

四是不符合網(wǎng)絡(luò)安全的需要。各單位網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)不一，維護(hù)人員的安全意識和技術(shù)水平不一，沒有安全穩(wěn)定的災(zāi)備系統(tǒng)，一旦計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)受到攻擊或物理性損毀，將會造成重大數(shù)據(jù)損失和社會影響。

（二）云計算的產(chǎn)生及概念

在此背景下，以機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、專業(yè)化運(yùn)管，服務(wù)器統(tǒng)一化配備、集中式布局，用戶對計算能力及存儲空間“資源池”式保障和彈性化按需提供，所有數(shù)據(jù)和信息集中式存儲、網(wǎng)絡(luò)化共享，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全統(tǒng)一化保障的建設(shè)運(yùn)營方式應(yīng)運(yùn)而生，這種計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行、管理模式就叫云計算?？梢?，云計算的“計算”自計算機(jī)產(chǎn)生那天就已經(jīng)存在，只是隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的需要，客觀上推動了整個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條的專業(yè)化細(xì)分，使社會需要的“計算”服務(wù)由專業(yè)化的運(yùn)營主體以“云”的形式提供，從而催生了云計算產(chǎn)業(yè)。

而之所以叫“云計算”，主要有兩個來由。一是對這種計算模式的形象化概括。由于在這種計算模式下，用戶完全不需要知道計算機(jī)房在哪里、設(shè)備設(shè)施怎樣配置、網(wǎng)絡(luò)怎樣聯(lián)通、數(shù)據(jù)從哪來等細(xì)節(jié)，只要你對計算能力、存儲空間、軟件服務(wù)等有所需要，總能夠隨時隨地得到滿足，有點類似于家中使用自來水，用戶不需要知道水源和供水廠在哪，只管按需要取用，到時按用量結(jié)算費用?！霸朴嬎恪本褪菍@種新的計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、管理、應(yīng)用方式的形象概括。二是出于計算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)習(xí)慣。專業(yè)人員在描述計算機(jī)集群或網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)時，若外部體系結(jié)構(gòu)究竟如何并不重要，在網(wǎng)絡(luò)拓樸圖上常常用云的形狀來表示，就像在地圖上用一個小圓圈表示一個城市道理一樣。由此逐步演化，就將由網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來的各種計算資源（包括計算設(shè)備和其上的軟件）統(tǒng)稱為“云”。從這個角度講，“云計算”就是指運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來的許多計算設(shè)備對數(shù)值或信息進(jìn)行處理并得到結(jié)果的一種運(yùn)算方式。

（三）云計算的主要好處

云計算表面上看起來只是計算方式由單機(jī)或單網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)榧菏讲⑿杏嬎?，機(jī)房和計算機(jī)的物理位置由分布式變?yōu)榧惺?，運(yùn)行管理由分散式變?yōu)榻y(tǒng)籌式，但這種變化以卻由于其 “開源”和“節(jié)流”兩個方面的利好，對整個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生著重大而深遠(yuǎn)的影響，甚至推動著整個社會產(chǎn)業(yè)形態(tài)、人們的生活方式和商業(yè)模式的變化，成為繼大型封閉計算機(jī)、個人計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的第四次IT產(chǎn)業(yè)革命。

一是提升計算效率，降低運(yùn)營成本。云計算將計算任務(wù)分布在由大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心或大量的計算機(jī)集群構(gòu)成的資源池上，使計算機(jī)CPU的運(yùn)算能力達(dá)到每秒10萬億次以上，使每臺服務(wù)器的平均利用率從7%提高到68%-80%，部署時間從小時級降低到分鐘級，服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間從20-40小時降低到15-30分鐘，可使數(shù)據(jù)中心的總運(yùn)營成本比社會分散運(yùn)管節(jié)約30%以上。

二是增加使用靈活性，提升信息服務(wù)質(zhì)量。云計算將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的IT資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，使計算、存儲、軟件等服務(wù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)，像水、電等公共設(shè)施一樣方便、廉價地提供給用戶。在這種模式下,用戶可以自助地得到所需要的計算資源和軟件服務(wù),并按用量付費，極大地方便了服務(wù)開發(fā)者構(gòu)建的新服務(wù)內(nèi)容和模式。

三是創(chuàng)新商業(yè)模式，促進(jìn)信息化水平。由于云計算大大降低信息化建設(shè)的門檻和成本，有利于信息共享和資源綜合利用，降低能源消耗，減少運(yùn)維成本，可以吸引更多的企業(yè)參與到信息產(chǎn)業(yè)鏈，更快速便捷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，推進(jìn)新型工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化和農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化將與信息化深度融合，加速全面信息化時代的來臨，徹底改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式。

四是滲透面廣泛，有利于為民生領(lǐng)域帶來更多的福祉。隨著云計算的普及和推廣，各種政務(wù)、民生、公共服務(wù)等方面的信息化水平和效率將大幅度提升，比如人們通過云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。

五是云計算應(yīng)用有利于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下協(xié)同，是區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要切入點。云計算技術(shù)在研發(fā)設(shè)計、原料采購、資源調(diào)度、生產(chǎn)、流通、管理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的應(yīng)用，為產(chǎn)業(yè)鏈上下協(xié)同提供了優(yōu)質(zhì)的解決方案，并通過虛擬化技術(shù)向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，有利于提高企業(yè)的裝備水平、工藝水平、管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量，為產(chǎn)品提供高附加值、低成本和全球化制造的服務(wù)；同時，云計算也會推動世界范圍內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局的重構(gòu)，對落后國家或地區(qū)來說，是發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)在未來信息產(chǎn)業(yè)中搶占有利地位的重要機(jī)遇。

三、云計算與大數(shù)據(jù)等其它概念的區(qū)別和聯(lián)系

目前與云計算同時流行的還有大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等概念，但從計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的實質(zhì)看，這幾個概念其實是一件事情的不同的表述，只是側(cè)重點各有不同。

（一）大數(shù)據(jù)

從實質(zhì)意義上講，大數(shù)據(jù)是云計算推動計算能力的提高而引致的統(tǒng)計分析技術(shù)的進(jìn)步。在沒有云計算這樣強(qiáng)大的計算能力之前，政府或企業(yè)要想了解某一地區(qū)或行業(yè)的情況，一般需要進(jìn)行普查或抽樣調(diào)查。普查工作量太大，耗時費力，一般不采用。抽樣調(diào)查雖然相對容易組織，但調(diào)查樣本的選取方式，樣本量的大小、樣本的代表性都對推算結(jié)論的科學(xué)性產(chǎn)生影響，且也不能夠即時地獲得調(diào)查結(jié)果，在服務(wù)決策方面存在一定的滯后性和不準(zhǔn)確性。而有了云計算，就可以依托其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)匯集能力和快速計算處理能力馬上就獲得分析運(yùn)算結(jié)果。同時，由于云計算是基于樣本總體的分析，因而統(tǒng)計結(jié)果也更真實，很好地解決了服務(wù)決策的即時性和科學(xué)性問題。依托大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)論，政府或企業(yè)能夠及時準(zhǔn)確地掌握經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行情況，并能夠及時地調(diào)整經(jīng)營管理決策和服務(wù)方式。如一個人經(jīng)常上網(wǎng)查詢某類網(wǎng)站或信息，網(wǎng)絡(luò)就能根據(jù)你的上網(wǎng)偏好，自動推送你經(jīng)常查詢內(nèi)容的相關(guān)信息，這就是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的一個典型案例。與此類似，企業(yè)也可以根據(jù)大數(shù)據(jù)計算出的某類客戶的消費偏好，有針對性地采取相對應(yīng)的市場策略。

（二）物聯(lián)網(wǎng)

雖然現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深入到經(jīng)濟(jì)社會和人們生產(chǎn)生活的各個方面，但大部分互聯(lián)網(wǎng)行為仍然以人的行為和操作為主，某種意義上仍然是“人聯(lián)網(wǎng)”。隨著未來科技進(jìn)步，大量的感知系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)應(yīng)用在“物”上，使“物”具備了一定的感知、邏輯判斷和自行決策并處理事務(wù)的能力，并形成全社會的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，替代人的某些行為，那么也就意味著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來。因此說，物聯(lián)網(wǎng)是目前計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的更高級形式。

（三）智慧城市

智慧城市與云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等是過程與結(jié)果，或者手段與目標(biāo)的關(guān)系。即由于有了云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)，我們現(xiàn)行的許多生產(chǎn)生活方式都會發(fā)生變革，工作和生活都會更加便利化、智能化、自動化，從而使整個社會顯得更加“智慧”。形容這些狀態(tài)，就出現(xiàn)了諸如“智慧城市”、“智慧園區(qū)”、“智慧金融”和“智慧民生”等。從實質(zhì)上看，智慧XX或數(shù)字XX等提法，總體上就指一個地區(qū)或行業(yè)云計算、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用越來越廣泛，信息化和智能化水平越來越高等狀態(tài)的一種形象化描述。