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基于云计算的教育信息化应用研究
作者：刘易 曙辉
来源：《发明与创新.教育信息化》2014年第09期
【摘要】云计算是一种新的IT基础设施的交付和使用模式，是互联网发展和应用的一个新热点。本文阐述了云计算技术的概念及内涵，分析了云计算的主要特点，在教育领域利用云计算技术，可以提供信息化基础设施租赁服务，实现教育信息资源的共建共享，实现新的网络教学模式，促进网络学习空间建设与应用，为教育信息化发展提供了新的技术手段。 【关键词】云计算；教育信息化；应用
云计算是一种基于互联网的计算方式，是一种新的IT基础设施的交付和使用模式。云计算的概念由Google在2007年10月正式提出，是在分布式处理、并行处理、网格计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术等发展的基础上提出的一种新型计算模型。当前我国教育领域落实《教育信息化十年发展规划（2011-2020）》，全面推进教育信息化建设，在许多教育行政部门建设的教育管理信息平台、各类学校建立的数字化校园、专门机构建设的教育信息资源共享平台中，纷纷尝试运用云计算技术。云计算的核心是提供数据存储和网络服务，为教育信息化的建设和发展提供了一种新的模式。 一、云计算的概念及内涵
根据维基百科的定义：云计算是一种基于互联网的计算方式，共享的软硬件资源和信息可以通过这种方式按需提供给计算机和其他设备，用户不需要了解云内部的细节，也不必具有云内部的专业知识，或直接控制基础设施。云计算是一种新的IT基础设施的交付和使用模式，是指用户通过互联网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源，如基础硬件、系统平台或程序软件等。提供资源的计算机网络被称为“云”，用户可以随时随地通过互联网利用“云”提供的基础设备获取计算服务、数据存储和网络资源。在云计算模式中，用户所处理的数据并不存储在本地，而是保存在互联网上的数据中心；用户所需的应用程序并不运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在互联网上大规模的服务器集群中。用户只需接入互联网，就可以通过电脑、手机等终端设备，在任何地点方便快捷地使用数据和获取服务。因此，云计算将改变传统以个人计算机为基础的生产模式，Web将成为交往聚合与设备聚合的中枢，最终改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。
云计算的服务架构，根据其提供的不同服务类型，自下而上可分成三个层次并分别对应着三个服务的集合：
1.基础层——基础设施即服务（IaaS）。该层主要是把计算机基础设施和设备以服务形式提供给用户，包括计算机硬件、服务器集群、存储设备和网络设备等资源，通过该层可以将计
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算机各种设备如硬盘、内存、CPU、I/O 设备存储和计算能力整合成一个虚拟的资源池，为各用户机房提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。
2.中间层——平台即服务（PaaS）。该层提供给用户的是与开发环境相关的服务，如中间件平台、服务器平台、操作系统、数据库等服务，用户可以在服务提供商的基础架构基础上开发程序并通过互联网传给其他用户。同时它也提供管理服务，如应用软件监控服务、病毒扫描和清除、软硬件的升级、反垃圾邮件服务等。
3.应用层——软件即服务（SaaS）。云计算将各种用户所需要的应用软件统一部署在服务商的服务器集群上，通过互联网提供给用户，用户无需在自己的计算机上安装和维护应用软件，只需根据自己的实际需求向云计算服务商定制或租用适合自己的各种应用软件，云计算服务商全权管理、维护和升级用户定制或租用的软件，用户只需要支出一定的租赁服务费用，便可以享有软件使用权和不断升级。 二、云计算的主要特点
云计算技术的特点和优势主要表现在以下几个方面： 1. 云端存储，超大规模
数据在云计算提供的海量存储空间中存放，这样不仅节约成本，而且在保证可靠安全存储的同时可以根据权限进行资源的整合共享。云计算采用分布式存储的方式来存储数据，信息服务载体的规模往往十分庞大，云就是庞大的计算机群，Google、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台甚至上百万台计算机，企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”具备极高的计算、存储能力，能够完成单机所完不成的海量计算、存储等工作，为我们使用网络提供几乎无限多的可能。 2. 终端简便，服务快捷
云计算模式下，用户将不需要安装和升级电脑上的各种应用软件，大量软件程序均置于云端的服务器中，软件架构在各种标准和协议之上，不必下载即可使用，而且可以多人网络协作使用。云计算提供的服务大大简化了终端用户的硬件配置，只要用户的硬件设备能接入网络并且登录他所使用的云服务平台的账号，就可以方便快捷地使用云计算提供的各种服务。这将有效地降低技术应用的难度，进一步推动Web服务发展的广度和深度。 3. 超级运算，个性服务
云计算为网络应用提供了强大的计算能力，可以为普通用户提供每秒10万亿次的运算能力，这种超级运算能力在普通计算环境中是难以达到的，可充分满足用户的服务需求。云计算是一个庞大的资源库，并能够动态伸缩。由于云计算整合了网络资源，它能够根据用户的不同需求为用户提供个性化的服务，而且随着用户数量的不断增加，资源的整合以及服务的提供将
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更加人性化和便于获得。云计算是一种基于互联网的计算服务，有网络的地方就有云服务，用户可以在任何时间、任何地点进行自由选择，并且可以根据个人需求、知识背景与兴趣爱好来选择资源。
4. 降低成本，提高效益
云计算模式中用户只需通过Web方式使用服务商所提供的相关服务，并按实际使用情况付费即可，企业或学校无需购买昂贵的服务器，也无需为服务器的维护与更新而感到烦恼，只需要把电脑接入互联网，把任务交给云端来处理即可，从而大大降低了建设成本。据预计，相对于机构自身运营的数据中心而言，云计算服务提供商的存储成本一般只有其十分之一，而带宽成本只有二分之一，计算处理能力成本只有三分之一。这将帮助一些机构以比较低廉的价格成本进行运作。
三、云计算在教育信息化中的几种应用模式
（一）基于云计算技术，提供信息化基础设施租赁服务
现行的学校信息化基础设施建设，普遍是学校投入大量资金购买服务器、交换机、路由器等网络产品，铺设网络线路，建立专门的机房，设置专职部门和人员运维管理。这种模式投资十分巨大，而且随着产品的更新换代，基础设施需要持续投入、不断升级。基于云计算的新服务模式，学校根据需要改向提供云计算平台的厂商购买服务，租赁所需要的基础设施和设备，这种模式可以只花少量的租金就可以获得完善的硬软件环境，而且无需考虑技术更新和产品的升级换代问题，相当于始终拥有最新技术的基础设施设备。这种模式下，用户不再像过去那样大量投资于硬件产品，而只需要支出一定的租赁服务费用，通过互联网便可以享受到相应的基础环境服务。目前，无论是高校还是中小学，学校的整体信息化基础设施建设采用这种模式的还很少见，但在某些应用领域采用此种模式应该说是可行的，尤其对于一般中小学、或新建的、地方的和经济欠发达地区高校的教育信息化工作来说，这种模式具有一定的引导性作用。 （二）基于云计算技术，实现教育信息资源的共建共享
云计算为教育信息资源的合作建设提供了方便可靠的平台，各个教育机构或信息资源建设人员可以利用云计算所提供的强大的协同工作能力实现教育信息资源的共建共享。目前我国各级教育行政机构、学校和教育企业已经建设大量的教育信息资源，并且还在建设更多的教育信息资源。基于云计算服务模式，可以将教育信息资源存储在“云”上 ，这样更有利于实现教育信息资源的共享。云计算扩展性非常强，多个学校将现有的教育教学资源共同加入到一个“云”中，就可以减少单个学校的资金和时间上的投入，并实现真正意义上的资源共享。利用云计算环境中的动态数据服务，学校的各类教师、管理人员可以自主、方便地参与教育教学资源库的建设、整理活动，从而解决了教育教学资源建设和维护中参与面窄的问题。云服务器中配置的系统管理器负责管理各种资源的调度、存取、负载平衡以及对各种资源进行分类，并向学校用
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户提供良好的用户交互接口，学校用户可以在任何时间、任何地点通过任何接口接入到互联网的计算机、手机、PDA等终端设备使用教育教学资源。 （三）基于云计算技术，实现新的网络教学模式
网络辅助教学（非网络远程教学）是指在正常课堂教学基础上，利用网络展示教学资源、开展教学活动的过程，它是学校信息化教育的基本形式，是学校实施信息化教学的基本手段。目前大多数学校，尤其是高等学校都通过购买或自主开发的形式搭建了网络教学平台，开展网络教学活动。但是由于受功能、安全和适用范围等原因所限，这种网络教学平台只能在校园等有限的范围内，为只限于为本校教师和学生提供网络教学服务。云计算将使这种情况发生重大变化，学校开展网络教学时无需自行搭建网络教学平台，云计算可以通过公共云服务平台提供完善的网络教学功能和运行环境，在更大的范围内（如面向全国、全球），为更多的人和各级各类教育提供网络教学服务，可以做到真正的教学无所不在和学习随时发生。在这种新的模式中，网络教学资源展示可以通过基于云计算的在线文档，以及在线网站的编辑、制作和共享来实现，网络教学的许多环节、过程和活动都可以通过即时通信、在线聊天、实时交流、答疑解惑等云计算服务来实现，为学校开展网络教学、推动教育信息化发展提供了新的选择。 （四）基于云计算技术，促进网络学习空间建设与应用
“十二五”时期我国教育信息化的核心目标与标志工程，就是要建设好“三通两平台”，云计算是实现其中的“网络学习空间人人通”目标的重要途径。利用与云计算服务合作的商业运行模式，租用云服务提供商运营的服务空间，每个学校按照用户数在教育云空间上开设相应的个人空间，建立教师、学生和管理人员的教育云空间。云空间聚合了视频分享、视频直播、社区交友、日志、博客、播客、微博等强大的功能模块。它的构架和功能可以方便用户共同参与平台内容与功能的建设与拓展，利用集体的智慧，充实平台的资源内容，丰富平台的各种创新型功能的运用，使得教育资源得到充分的聚合与分享。例如，在教师空间中，将课上课下所要学习的资料、作业、优秀的教学资源等发布在空间里，老师只要告诉学生链接的地址，学生就会访问老师空间中的相关资源进行学习和交流，可以尽享优质教学资源，选择适合他们自己学习实际的信息资源。在学生空间中，学生可以完成作业、论文、实习报告，整个学习过程都记录在空间里。学生还可以搜集课程相关的学习资源，并保存在自己的空间中，拓宽了知识的获取途径。空间交流是师生共同学习和交流的深化，利用云空间进行交流互动，实现开放式学习、开放式教学，这使得网络学习空间既有别于储存浩如烟海的各类网站，又有别于静态的学习网站，它是一个安全而开放式的活的资源库、学习平台与个人成长平台。 参考文献：
[1]朱莉，王鹏. 云计算在高校的部署与应用研究[J]. 吉林师范大学学报（自然科学版），2011（2）.
[2]修晨. 云计算在高校机房中的应用研究[J]. 科技信息，2011 （1） .
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[3]王笑梅，贾晓强. 云计算对高校教育的影响分析[J]. 科技信息. 博士专家论坛. http：//www.cnki.net.
