云计算在教育信息化中的应用探究

万利平　陈　燕

摘 要：本文分析了目前教育信息化中存在的一些问题，引入了一种全新的计算模型——云计算。同时，对云计算定义、特点和研究现状进行了介绍，分析了云计算在信息化教育中的关键技术，对云计算在教育信息化中的应用进行了初步的探索。

关键词：云计算云服务教育信息化

中图分类号：G201 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）09-0074-04

随着网络的不断普及，人们在日常的生活和学习中，需要从Internet上获取大量的信息。同时，随着人们网络信息素养的不断提高，也对网络服务提出了更高的要求。Internet每天要处理大量的数据，面对如此繁重的数据处理，如何快速和便捷地处理数据，为用户提供人性化的网络服务，成为网络发展急需解决的问题。

在我国教育信息化发展的过程当中，受到地理位置、网络传输速度、服务器的数据处理能力等诸多因素的影响，产生了教育信息平台不能满足师生学习的需要，信息和资源无法有效共享等问题。这些问题成为了教育信息化发展的瓶颈。因此，我们亟待寻求一种新的技术来解决这些问题。

正是在这种需求背景下，诞生了一种新的网络计算模型——云计算。它是基于分布式计算，以用户为中心：数据存在于云海之中，你可以在任何时间（Any time）、任何地点（Any where）以某种便捷的方式安全地获得它或与他人分享。云计算使得Internet变成每个人的数据存储中心、数据计算中心。它的出现，将会使用户以桌面为核

心，转移到以Web为核心，使用网络存储与服务，云计算带领我们进入一个全新的信息化时代——云时代。

一、 云计算简介

1.云计算的定义

对于云计算的定义，目前尚未形成统一的结论。Google认为，云计算就是以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务，让互联网这片云成为每一个网民的数据中心和计算中心。IBM认为，云计算是一个虚拟化的计算机资源池，一种新的IT资源提供模式。

虽然大家对云计算的定义不同，但认识较一致的地方是：云计算即“计算服务”（Computing as a Service，CaaS），将数据资源作为“服务”可以通过互联网来获取。[1]

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，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。它的核心技术是分布式的计算方法，特别强调虚拟化技术的应用。简单的说，云计算就是网络计算，它是一种依托Internet 的超级计算模型，将巨大的资源联系在一起，为用户提供各种IT服务。

2.云计算平台的模型图

如图1所示，在云计算模型的基本结构当中，核心部分是由多台计算机组成的服务器“云”，它将资源聚集起来，形成一个大的数据存储和处理中心，同时由服务器中的各种配置工具来支持“云”端的软件管理、数据收集和处理。服务器根据用户客户端提交的数据请求，来处理数据、返回检索结果。按照服务的分类，来实现监控和测量，保证服务的质量，合理地分配资源，达到资源效益的最大化。最终，实现海量数据的存储和超级计算能力。

届时，我们只需要一台能上网的电脑，不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上，但一旦有需要，我们可以在任何地点，用任何设备，如电脑、手机等，快速地获取资源，享受便捷的云服务。

3.云计算的特点

（１）以数据为中心

数据是云计算最主要的方面，拥有了数据，就拥有了互联网。云计算依托分布式数据处理技术，有效地解决当前网络中海量信息的检索、存储和管理等问题，数据变得更加智能化。

（２）以服务为中心

优秀的云服务是吸引用户的关键，云计算一方面是技术的竞争，更重要是安全、人性化的服务竞争。

（３）以用户为中心

用户是云服务的对象，让数据和服务围绕着用户，你只要明白自己的意图，便可以把剩下的工作交给计算机或其他终端。

4.云计算的优势

（１）可靠，安全的数据存储中心。用户可以将数据存储在云端，不用再担心数据丢失，病毒入侵的麻烦，因为在“云”里有世界上最专业的团队来帮你管理信息。同时，严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。这样，你不用花钱就可以享受到最好、最安全的服务。

（２）快速、便捷的云服务。无数的软件和服务置于云中，使用起来方便，快捷。软件在云端，无须下载，动态的升级。你只需要一台连上Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的电脑和浏览器，就可以随时随地获取云服务。

（３）经济效益。教育机构和企业不用购买昂贵的硬件设备，只需租用云端的设备，就能方便地构建自己的信息化教育平台，无论从硬件、软件上都可以达到效益的最大化。

（４）超强的计算能力。云服务中成千上万的计算机，形成一个超强的服务器，为用户提供强大的计算和数据处理能力，而这些在个人电脑上是难以实现的。

二、云计算的研究现状

云计算已经在商业中开始了初步的应用，如Google、微软、IBM、亚马逊（Amazon）等IT巨头都在开始云计算的研究，并开始推出云计算项目。

1.国外的云计算项目

Google：Google是最早推出云计算的公司之一，它拥有海量的数据处理能力和先进的数据采集系统，实力巨大，我们日常使用的Google搜索功能就是一种典型的云计算，Google还推出了一系列的云计算应用，如：Google Earth、Google Docs、Google Picasa Web、Gmail。同时Google也把云计划推入到大学中。2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、史丹佛大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支援。[2]

Amazon.com：弹性计算机云服务，称之为Amazon web Services，包括四种服务：Simple Storage Service（简单的存储服务）；Elastic Compute Cloud（弹性可扩展的云计算服务器）；Simple Queuing Service（一种简单的消息队列）；SimpleDB（简单的数据库管理）。[3] 它可以让小软件公司按照自己的需要购买Amazon数据中心的处理能力。使得独立的开发人员也能够使用Amazon公司内部的计算资源来建立自己的网络应用，用户可以根据自己的需求购买数据中心的计算能力。

IBM：IBM推出了“Blue Cloud”计划，它包括一系列云计算技术的组合，它通过架构一个分布的可全球访问的资源结构，蓝云使数据中心在类似互联网的环境下运行，蓝云技术将成为此后云计算中心及全新企业级数据中心的技术基础。[4]

Microsoft：微软认为“云”-“端”共存，“云”-“端”互动是未来云计算架构的发展趋势，正在开发完全脱离桌面的互联网操作系统“Midori”，取代有20多年历史的Windows操作系统，目的是为了大规模应用云计算技术。微软在云时代的浪潮中，推出了一系列的云服务，如：Windows Azure，可以让用户在不必搭建自己服务器群的情况下，创建基于互联网的各种应用。还有轻巧版的Office应用软件和最新的Live Mesh中介软件。微软所要做的就是将这些用户通过互联网更紧密地连接起来，并通过Windwos Live向他们提供云计算服务。

2.我国的云计算计划

2008年初，无锡市政府与IBM合作建立了无锡软件园云计算中心，拉开了云计算在中国的应用。

2008年7月份瑞星推出了“云安全”计划，瑞星计划将用户和瑞星技术平台通过互联网紧密相连，组成一个庞大的木马/恶意软件监测、查杀网络。[5]

2008年11月，广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立国内第一个“云计算”平台由广东电子工业研究院提供技术和搭建平台，建立具有自主知识产权的“云计算” 平台。

3.云计算的教育项目

在教育当中，云计算也已经开始了初步的应用。

在美国北卡罗来纳州，西蒙公司在格雷汉姆小学首先开展了云计算项目的尝试，该项目为西蒙教育春雷项目。为了满足师生日益增长的数字化学习的需求，西蒙公司为学校600名师生带来虚拟电脑桌面，终端通过连接“通用云计算服务”来获取虚拟电脑桌面，同时为学生提供丰富的学习材料。学生不管是在教室、图书馆还是在家，都可以访问到同一桌面，而无需额外的电脑。

Google宣布在中国大陆启动云计算学术合作计划（Academic Cloud Computing Initiative），与中国大学建立学术合作项目，共同推动云计算在中国的普及。清华大学作为中国大陆第一个参与这项计划的高校，与Google合作开设了“大规模数据处理”课程。在此项合作中，谷歌提供课程资料给清华大学教授整理加工，提供实验设备并协助清华大学在现有的计算资源上构建云计算实验环境。清华大学在向学生讲授课程的过程中，谷歌工程师也参与讲解谷歌的前沿技术（MapReduce 以及 Google File System）等。[2]

三、云计算在教育信息化中应用的技术

1.虚拟化技术：虚拟化是云计算的最主要的特征。虚拟化技术实现了软件和硬件的分离，用户只需要在虚拟层运行自己的软件，而不需要考虑后台硬件的实现。而且虚拟化还允许资源在服务器上迁移，当一台服务器超载时，迁移到另一台服务器上，在教育信息化当中，就可以解决有的服务器过载，而有的服务器闲置的问题，最大化教育资源的利用效率。

2.安全技术：在云端，有全世界最先进的数据中心来帮你保存数据，有着强大的技术管理团队来帮你管理提交的数据和程序，在教育信息化过程中，我们不必再花费大量的时间来管理数据，可以把更多的精力投入到课程的设计当中来。

3.SaaS：SaaS（Software as a Service，软件即服务）就是以服务的形式访问网络上的软件，人们不必再购买软件，只需租用软件，服务商通过浏览器就可以把软件传递给用户，这样就为中国的教育信息化节省了大量的资金，我们可以直接租用网络上的软件，而且还有很多是免费的，如：Google Docs和Zoho Office就是类似的服

务。

四、云计算在教育信息化中的应用

目前云计算还处于初始阶段，但是许多大型的IT公司都推出了各种云服务，既有商业的，也有教育的，在云计算的浪潮中，我们要把握时机，充分地运用云计算，为我国的教育信息化服务。

1.构建个人网络学习环境

在Web2.0 环境下，个人使用更多的是网络学习和非正式学习，构建个人网络学习环境就显得尤为重要。在云时代，学习者可以根据云服务的类型，自由地选择学习内容和学习方式。网络中有大量的Web2.0工具，如：使用iGoogle我们可以个性化自己的网络空间，Diigo创建个人的美味书签，Sakai管理网络课程等，这些Web2.0工具都属于云服务的范畴。在云时代，我们就可以轻松、自如地创设人性化的网络学习环境。

2.提高网络学习的效率

云计算以用户为中心，让数据和服务围绕着个人，通过云计算平台强大的计算能力，我们可以轻松地获取所需的数据，不必再为面对大量的数据而不知所措，快捷的数据检索、智能的数据处理技术、人性化的服务，将会有效地提高学生的学习效率。

3.云计算与开源教育

云计算的发展，为开源软件的推广应用提供了新的契机。云计算的SaaS（软件即服务）、以服务为中心等等，这些理念都与开源软件提倡的软件免费、以服务的形式付费的观点不谋而合，而且开源软件的可扩展性和灵活性也完全符合云计算的发展趋势。今后云计算平台要搭建在开源软件上，而且大部分的应用都是基于开源软件。Gartner公司最新发布的报告中就认为，削减成本的压力将推动大多数软件服务提供商以某种方式采用开源软件的创新技术。在今后两年的时间里，90%的软件服务将以某种方式以开源软件为基础。我们教育信息化要紧跟云时代的发展，必须要大力推广开源教育，促进开源软件在中小学当中的应用，摆脱当前中小学信息技术教育的单一性，充分挖掘开源教育资源，培养创新型的人才。目前，在我国一些地方已经开始开源教育的尝试，如Ubuntu开源操作系统在中小学信息技术课中的推广，Moodle课程管理系统的应用等，对开源软件推入到教育中是一个很好的尝试，这将是我国教育信息化的一个重大的转变。

4.云计算与教育资源

之前用户都是从本地来获取计算资源、应用资源和存储资源。如图2所示，在云时代，将本地的教育资源上传到云计算平台，转化为云服务，使这些资源比自己所能提供和管理的资源更廉价。云计算除了降低成本外，还有更大的灵活性和可伸缩性。云计算提供者可以轻松地扩展虚拟环境，提供更大的带宽或计算资源。这样我们可以轻松的获取别人的教育资源，也可以将自己的资源与别人分享，实现教育资源的开放和共享。

5.构建“云”—“地”中介，促进“人”—“云”的交互[7]

在云时代，教育机构如何有效地利用云计算服务于教育信息化，一个有效的方法就是构建“云”—“地”中介，通过中介，为各级教育管理机构提供云服务，如：东行记、海盐教师博客群、教育大发现等就是一些初级的云-地中介。通过，“云”—“地”中介，大家共同分享，共同学习，构建云时代的学习共同体，促进了“人”—“云”的交互。

6.以云为平台，促进教育信息化的多元化发展

随着教育信息化的不断发展，教育信息资源要不断增长，服务要向多元化发展，云计算平台满足了这种多元化的需求，从Microsoft 到Google都推出了自己的云计算平台，我们可以使用他们的云计算平台，例如现在很多的学校都在利用Google Earth社区来开展地理课的教学，就是一个很好的利用Google云服务的例子。当然，我们也可以租用网络空间，创设自己的网络平台，既免去了购买大量的硬件设备，又消除了维护系统的烦恼，符合我国目前教育信息化的现状，也促进了教育信息化的多元发展。

五、结束语

云计算目前还处在一个起步阶段，还存在很多的问题，如云计算标准的制定、人才的培养等，相信随着网络的发展和技术的成熟，云计算将会成为未来网络发展的潮流和趋势。我们研究云计算，就是希望能够利用云计算这种新的技术，改进我们的教育信息化，促进教育信息化的发展，为云计算在教育中的深入应用奠定一个基础。?筅

参考文献：

[1]饶少阳.向云计算靠拢[J].信息网络,2008(8):5-9

[2]中国云计算网[EB/OL].

[3]王萍,张际平.云计算与网络学习[J].现代教育技术,2008(11):81-84

[4]IBM.IBM Introduces Ready-to-Use Cloud Computing[EB/OL].

[5]瑞星“云计划,为了你的网络安全”[EB/OL].http://it.rising.com.cn/new2008/Safety/NewsInfo/2008-07-21/1216607392d48564.shtml 2008-07-16/2008-12-20>

[6]Linux和开源在云计算中的应用[EB/OL].http://server.51cto.com/Trend-103129.htm2008-12-24/2008-12-29>

[7]黎加厚.走向信息化教育“云”服务.PPT,南宁,2008.