基于云服务的高校信息化建设研究

沈 伟

泰州职业技术学院， 江苏 泰州 225300

基于云服务的高校信息化建设研究

沈 伟

泰州职业技术学院， 江苏 泰州 225300

云服务是基于云计算衍生的一种多项服务集合，是集基础设施服务、平台服务和应用软件服务于一体的综合性服务类型，需要虚拟化、Web 2.0、集群技术等诸多主流技术的共同支撑。文章从云服务概念入手，对当前高校信息化建设的基本现状做了介绍，并由此提出了基于云服务探索高校信息化建设的新思路，进而系统分析了云服务对高校信息化建设的作用，从基础设施、平台和应用软件三个维度详细阐述了云服务如何指导高校信息化建设，以期给高校信息化建设提供一些参考和启示。

云服务；教育信息化；高校信息化建设

informatization

我国教育信息化经过数十年的发展推动了学生学习、教师专业发展、学校智能化管理等工作进程。云计算的引入更是得到了众多高校管理者的青睐，它是一种新型计算模式，集成了分布式处理、网格技术以及并行计算等方式，通过服务器集群实现硬件资源虚拟化和负载均衡，使用户按需获取相应的计算能力、存储空间及多种应用软件服务。云服务是基于云计算衍生出的一种服务类型，可以理解为是伴随着云计算应用而产生的一种服务类型。《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》也明确提出：要建立国家教育云服务模式，以便充分整合现有资源、采用云计算，形成资源配置与服务的集约化发展途径，构建稳定可靠、低成本的国家教育云模式[1]。

1 基于云服务的高校信息化建设现状

云服务是基于云计算应用而衍生的多项服务集合，依托于云计算而得到了广泛应用和发展。任何一种技术、平台或是应用软件服务脱离了系统性都不能称之为云服务。目前，我国高校信息化建设涉及环境信息化、资源信息化、管理信息化等诸多领域，是高校为适应信息化社会要求,营造信息应用环境、整合教育资源、促进和深化教育教学改革，在教学、科研、学习、管理、后勤服务等各方面全面运用以计算机、多媒体和网络通讯为基础的现代信息技术,实现教育教学全过程的信息化[2]。然而，随着高校信息化建设进程的推进也暴露了诸多问题[3]。一是多数高校受当地经济发展水平以及自身发展规模的限制出现了严重的“贫富”差距，基础设施建设发展不平衡；二是多年来随着国家对教育资源数字化的重视，已经开发了诸多精品课程库、网络课程库以及课件、动画、试题等素材库数字资源，但由于在设计开发中，没有充分考虑不同教学平台的通用性和兼容性，导致教育资源的共享、共用性差，造成资源浪费和价值流失[4]；三是集中体现在管理制度不健全和管理标准不科学两个方面。

2 云服务对高校教育信息化建设的作用

2.1 降低硬件成本

信息技术的飞速发展，使高校内硬件设备的更新换代越来越快，学校新补充的设备，往往没有充分发挥其价值就要更新换代，变成电子垃圾。如此循环往复，高校对于信息化基础建设的投资就如同无底洞。云服务中的基础设施服务是基于硬件资源虚拟化所形成的硬件资源服务，高校内师生可以根据实际需求申请相应规格的硬件资源，支持完成工作和学习。高校的信息化基础建设不再需要重复购买昂贵的、具有高端配置的计算设备以及大容量的存储设备，只需加强云数据中心端的硬件环境建设即可。

2.2 提供安全的数据存储服务

云计算对于数据存储的安全性备受国内业内人士的质疑，认为这种存储方式存在严重的安全性问题。主要表现在存储空间由供应商提供，对于涉及到的部门核心数据或者国家安全信息，不放心将其上传到云端；再者，云数据中心端如果发生停电或出现故障，容易造成数据流失。针对上述问题，部分高校现已尝试自建云数据中心，提供安全的数据存储和计算服务。此外，数据存储的安全性还表现在数据的实时获取上，云服务为使用者提供配套的用户名和密码，使用者只需界面登录即可在不同终端设备(智能手机、PC机、平板电脑，等)上实时获取中心端数据，实现了同一数据在不同设备间的实时转移，免去了设备间的相互拷贝，一定程度上避免了计算机病毒和木马的交叉感染和扩散。

2.3 提供高效的数据计算服务

云服务提供的高效数据计算主要体现在服务器的集群上，其数据中心端由多个，甚至是成百上千个服务器组成，服务器之间通过网络互联，如同一个超大型服务器。当用户提交计算请求时，服务器会自动将任务进行分块，离散的分配到不同的服务器上进行分布式计算，加快了业务处理的速度，提高了数据计算效率。由于服务器之间是互联的，当集群中有一个或多个服务器出现故障时，服务器集群会将其处理的任务实时转移到其他的服务器上处理，提高了整个系统的稳定性和安全性。

2.4 改善应用软件的使用方式

目前，无论是办公计算机还是PC机都必须安装大量的应用软件才能满足日常的工作和学习，然而随着软件数量的增多和不断地更新升级也带来了一些问题，如硬盘和内存容量大幅度减少，造成机器运行卡，甚至宕机等现象。云服务提供的应用软件服务改善了现有的应用软件使用方式，它取代了原有的C/S访问模式，为用户提供了一种在线使用软件的功能，其原理是将应用软件安装在数据中心的云端上，师生根据教学需要向云端申请相应的软件服务，形成个性化虚拟桌面呈现在终端设备上，服务于教师的教学、管理以及学生学习。

2.5 提高教育资源共建共享水平

国内有些学者较早地关注教育资源的“共建共享机制”问题，试图采用“区域性”来解决教育资源的孤立、重复、低质以及难以共享等问题，探求一种合理的区域性高校数字教育资源共建、共享的服务体系[5]。而云服务为优质教育资源的共建共享提供了新的契机。它能够整合高校内的优质教育资源，促进了高校内教育资源的集中管理和均衡分配，对于区域性云服务平台更是促进了区域性教育的均衡发展，实现了优质教育资源的“共建”、“共享”、“共用”，提高了区域性数字教育资源的共建、共享水平。

3 云服务模式下高校教育信息化的建设探究

3.1 云服务的逻辑模型架构

目前，网络上各种在线编辑工具和在线社会性软件已经使我们不知不觉中享受到各种云服务。上海师范大学的黎加厚教授提出了云服务是信息时代社会化服务的一种类型，可将其视为一种社会化商品的流通，就如同煤气、水电一样，取用方便，费用低廉[6]。而高校的信息化建设目标是保证高校管理、教学、科研等各项工作都能够高效运转。因此，笔者提出基于云计算的一种新型建设模式以支持高校信息化建设的可持续发展。其具体逻辑架构如图1所示。

图1 面向云服务的高校信息化建设的逻辑模型

基于云服务的高校信息化建设模式主要包含三层，即基础设施服务(Iaas)、平台即服务(Paas)、软件即服务(Saas)[7]。Saas层集成大量的应用软件，为用户提供各种软件服务，这是最常见、最简单的云服务模式。用户无需过多考虑基础设施和平台的建设，只需根据自己的实际需求租用或者购买软件服务，即可在计算机上运行各种软件。Paas层是连接虚拟层和应用层之间的纽带，其主要功能是为用户提供一个开发测试的操作环境，以实现一站式的开发与应用服务。Iaas层主要由物理设备层和虚拟化层组成，能够为用户提供集网络、计算和存储于一体的基础设施服务。物理设备层主要是服务器的集群，包括硬盘、内存等硬件设备集群；而虚拟化层将硬件资源虚拟化，形成易于统一调度的动态硬件资源分配池。正如清华大学沈立强教授所言：硬基础设施建设正逐步发展为软基础设施建设。

3.2 云服务的高校信息化建设过程

《中长期教育改革和发展规划纲要》提出高校的教育信息化建设主要包含基础设施建设、优质教育资源开发与应用和构建信息化管理系统三个部分，这与云服务的三层服务类型相一致。

3.2.1 Iaas—服务于基础设施建设 云计算支持下的信息化基础设施建设可将其进一步理解为硬件环境的软化构建。环境中的“软”主要体现在虚拟层对底层物理设备的虚拟化，形成可以统一调度和动态分配的硬件资源池。软环境规模大小取决于底层物理设备的规格及数量，高校可以根据自身需要购买相应规格的服务器，亦可将现有服务器及相关设备虚拟化加以利用。目的是聚集和整合软硬件资源，弱化硬件、软件、数据、网络、存储等IT系统不同层面资源之间的物理依赖，达到集约化和透明化管理，实现动态调配和按需使用，提高了计算资源的弹性和灵活重组，解决了资源共享的有效性、灵活性和易管理性[8]。

师生获取的基础设施服务是由虚拟硬件资源池统一调度和分配的，与最底层的物理设备群并没有直接的关系。设备群的负载均衡保证了数据的大容量存储和快速计算，加快了数据处理速率。不仅如此，云服务还给高校信息化的基础设施建设提供了新的发展模式，即设施的“租赁”模式。尤其对于一些规模较小的学校，即可向云服务供应商租赁硬件资源、存储空间、系统平台以及应用软件，等，构建虚拟化办公、教学环境以开展信息化教育教学活动。

3.2.2 Paas—服务于优质教育资源开发与应用 基于云计算搭建的软基础设施环境是高校优质教育资源开发与应用的基础。校内师生可基于其构建虚拟机，就如同拥有真实配置的计算机一样，支持资源开发利用及日常的工作与学习，并能够将资源实时上传到云端服务器上，即可使师生随时随地获取大量的优质教育资源。当工作完成后，师生便可向中心申请将虚拟的硬件资源和系统平台资源收回，便于其他师生申请使用。这种方式实现了资源的统一调度和管理，以平台服务模式按需提供给校内师生，促进了校内各项资源的高效利用。目前，已有部分高校尝试基于云计算构建区域性数字教育资源及共享平台，以解决区域性高校现存的共建共享共用问题。如一些研究者提出了基于云计算构建区域性高校数字教学资源建设的新模式，推出了模式建设的两大主体，即区域性数字教学资源建设和云计算服务平台搭建，试图创建一个新兴的、全面的、多元的区域性数字教学资源共建、共享服务系统，有效地整合该区域内各高校数字教学资源，实现区域内数字教学资源的最佳均衡配置[5]。

3.2.3 Saas—服务于构建信息化管理系统 随着数字校园和智慧校园的研究深入，高校内各部门管理逐步趋于自动化和集成化。然而，对于信息化管理系统的维护仍需要大量的人工操作，且管理系统的信息分布也时常出现重复、孤立等现象，这已成了高校信息化管理的瓶颈。随着云计算与虚拟化技术的日益成熟，越来越多的高校尝试利用云计算构建数据管理中心。如一些高校在云服务理念指导下基于VMware vPhere虚拟平台构建数据管理中心，即以虚拟机形成一种虚拟化管理平台，提供Web服务。高校信息化管理系统的建设从属于云服务模式的软件服务，应根据高校需求开发出相应的管理系统以支持高校的教学、科研、管理等各项工作。如教学管理软件、网络教育教学软件、校务管理软件、协同办公软件、教育评估软件、公共应用软件以及学校门户管理软件，等[10]。目前，已有一些高校利用云计算、物联网、虚拟现实、移动学习等先进技术，以智慧学习环境、知识库、教学支持服务体系、优质教育资源共享服务体系等建设为重点构建智慧校园[10]，积极探索高校信息化建设的各种有效途径。

随着技术对于教育应用的不断革新，云服务必将会以一种新型的服务类型，融入到人们的生产生活中，成为人们获取计算资源、存储资源、网络资源的服务支撑。相信在未来几年，通过建设统一门户，提供面向多终端的学习服务，实现学习环境无处不在；通过对教育软硬件资源的全程数字化管理，实现学习管理无所不及；通过统筹数字化资源建设，实现学习内容无处不包；提供完善的信息化人才培训服务体系，实现学习支持无人不达[11]。

[1]教育部.关于印发教育信息化十年发展规划(2011-2020年)的通知[EB/OL].http://www.moe.Edu.cn/publicfiles/busin- ess/htmlfiles/moe/s3342/201203/xxgk_133322.html,2012-03-01

[2]陈卫东，韩雪峰.高校教育信息化的复杂性探究[J].现代远距离教育，2007，(6)：35-37

[3]王运武，陈琳.教育信息化战略规划研究的现状与未来[J].中国医学教育技术，2012，26(1)：1-5

[4]张怀南，杨成.我国云计算教育应用的研究综述[J].中国远程教育，2013，(1)：20-27

[5]张怀南，杨成.基于云计算的区域性高校数字教学资源建设研究[J].现代教育技术，2012，(6)：45-50

[6]黎加厚.走向教育技术“云”服务[J].远程教育杂志，2008，(6)：79

[7]孙柏祥.云计算-高校教育信息化建设和发展的新模式[J].中国电化教育，2010，(5)：123-125

[8]张进宝，黄荣怀，张连刚.智慧教育云服务:教育信息化服务新模式[J].开放教育研究，2012，(4)：20-26

[9]王康，廖汉文.云计算在基础教育信息化建设中的应用研究[J].现代教育技术，2012，(4)：104-106

[10]周红春.高校教育信息化的新发展：信息化教育-我国高校教育信息化试点学校建设的启示[J].电化教育研究,2012，(6)：5-11

[11]钱冬明.云计算技术推进信息化建设新发展—以干部教育培训为例[J].中国远程教育，2012，(3)：15

Construction of higher educational informatization based on cloud service

ShenWei

TaizhouPolytechnicCollege,Taizhou225300,China

Cloud service is a collection of a wide range of services derived from cloud computing-based applications. It is a comprehensive service type which integrates services in infrastructure, platform and application software. It needs common support by many mainstream technologies such as virtualiz- ation, WEB2.0 and group technology. The article starts with an overview of the concept of cloud service and the basic current situation of the construction of higher education informatization. Then it proposes new ideas of higher education informatization construction based on cloud service and makes a systematic analysis of the role of cloud service in guiding the construction regarding infrastructure, platform and application software in the hope to provide reference and inspiration for construction of higher education informatization.

cloud service;educational informatization;construction of higher educational

2014-12-25

沈伟(1980-)，男，江苏泰州人，硕士，讲师，主要研究方向：计算机应用技术。

G40-057

A

1004-5287(2015)03-0246-04

：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201503003

上海市教委指令性建设项目“任务型教学法在医学英语教学中的实践研究—基于第二军医大学本科医学英语教学改革”(JYA2013007)