摘 要：21世紀云計算時代的到來，使得計算機的計算、應用和管理能力大幅度提高。隨著云計算技術的普及和發(fā)展，其應用領域已經(jīng)由商業(yè)逐漸滲透到教育，國內(nèi)外的一些高校已經(jīng)著手探究教育中的云計算應用。云計算的發(fā)展對我國信息化教育實現(xiàn)教育資源全球化，促進學生的學習和創(chuàng)新，推動教師的改變和提高學校的管理效率有著積極的影響。
關鍵詞：云計算; 發(fā)展現(xiàn)狀; 信息化教育;
20世紀60年代，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，我國從古老的單臺發(fā)電機模式轉(zhuǎn)向電廠集中供電的模式，用戶不清楚也不必知道使用的電力來自哪一家發(fā)電廠，發(fā)電站也不用關心自己發(fā)的電供給哪一家用戶，但供電服務機制的改進使得電能可以最大限度地發(fā)揮功用，造福社會。而在今天，提供信息技術和計算機服務的信息網(wǎng)絡機構(gòu)也正在經(jīng)歷“電力服務”發(fā)展的類似過程。也許在將來，我們企業(yè)里的IT部門只有一兩名員工和接入互聯(lián)網(wǎng)的顯示器，其他所有的資源都由互聯(lián)網(wǎng)提供，而這些資源服務是由互聯(lián)網(wǎng)中的云計算（Cloud computing）提供的。云計算就像是一個發(fā)電廠，只是它提供的不是電力，而是強大的計算機計算、應用和管理能力，只要與網(wǎng)絡進行連接，并得到授權(quán)，用戶就可以方便地使用這些能力和資源了。在云計算的時代，這個世界只需要幾臺電腦——它們可能叫做谷歌（Google）、微軟（Microsoft）、IBM和亞馬遜（Amazon）。
一、 云計算的產(chǎn)生及特點
當任何一個人在互聯(lián)網(wǎng)上提交一個查詢請求時，互聯(lián)網(wǎng)上可能有成千上萬臺計算機在為他同時搜索眾多的數(shù)據(jù)庫，并運用不同的方法為他提供可能的搜索結(jié)果。也就是說，人們不是從自己的計算機上，也不是從某個指定的服務器上，而是從浩瀚如云海的互聯(lián)網(wǎng)絡上，通過各種設備（如移動終端等）獲得所需的
信息的全面普及時代也將來臨。、知識、服務等。可見，我們生活的時代已經(jīng)從硬件為中心轉(zhuǎn)向了以軟件為中心，并正轉(zhuǎn)向以服務為中心的時代。同時，隨著網(wǎng)絡的日益普及，網(wǎng)絡存儲這樣的服務也日益深入人心。由于它可以減少因為個人電腦硬盤出問題而造成的材料丟失而擁有了眾多的使用者，網(wǎng)絡服務業(yè)方面的開發(fā)商自然不會錯過這個大市場。從云計算的“云存儲”發(fā)展起來的網(wǎng)絡存儲
云計算（Cloud computing）是指由幾十萬甚至上百萬臺廉價的服務器所組成的網(wǎng)絡，為用戶提供所需要的計算機服務。最寬泛的定義是指只要接入互聯(lián)網(wǎng)就可以進行任何情況的遠程計算，而不僅僅只是在桌面或便攜設備上。網(wǎng)絡瀏覽器先驅(qū)馬克·安德森認為，“云是天空中的一種智能、復雜、強大的計算系統(tǒng)，人們只要插上就能用?！?sup>[1]最簡單的云計算技術在網(wǎng)絡服務中已經(jīng)隨處可見，例如搜尋引擎、網(wǎng)絡信箱等，使用者只要輸入簡單指令即能得到大量信息。
云計算的特點和優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：1.以用戶為中心。用戶可以在任何時間、任何地點以某種便捷的方式安全地獲得或與他人分享。2.以任務為中心。充分調(diào)動計算機的資源，可以為普通用戶提供每秒10 萬億次的運算能力，完成用戶的各種業(yè)務要求；同時，用戶可以方便地與合作者共同規(guī)劃并執(zhí)行各項任務，并隨時隨地進行有效的交流和溝通。3.性能比強大。云計算隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，其存儲介質(zhì)性能提升，成本降低，云的功能無限擴大。4.智能化。分布在網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)挖掘、智能分析、信息搜索以及運算而更加準確。
二、云計算的發(fā)展現(xiàn)狀
由于云計算的動態(tài)資源性、虛擬性和高可用性優(yōu)勢，受到了IT巨頭和商家企業(yè)的青睞。目前，全球IT巨頭谷歌（Google）、微軟（Microsoft）、IBM、亞馬遜（Amazon）等已展開激烈競爭，都分別提出了云計算的方案并全面啟動起來。
（一） 谷歌（Google）：純粹的云計算
谷歌的三大核心技術構(gòu)成了實現(xiàn)云計算服務的基礎：GFS（谷歌文件系統(tǒng)）、MapReduce（分布式計算系統(tǒng)）和BigTable（分布式存儲系統(tǒng)）。在這些基礎上，谷歌于推出了“Google Apps”網(wǎng)絡辦公套件，包括Gmail（電郵服務）、Gtalk（及時通訊服務）、IM軟件、日歷、文字處理、PPT演示以及電子表格等一系列工具，部分功能相當于微軟Office辦公軟件的網(wǎng)絡版，免費供用戶使用。于2008年9月[2]谷歌又在云計算戰(zhàn)略中邁出了重要一步，發(fā)布了Chrome瀏覽器。谷歌通過Chrome將原有服務器端的工作轉(zhuǎn)移到客戶端來實現(xiàn)，將用戶的電腦加入到“云”中，在實現(xiàn)計算能力大幅度提高的同時也把用戶引向SaaS即Software as a service（軟件即服務）模式。不僅如此，如果Chrome能達到預期效果，將會把電腦由微軟統(tǒng)治的桌面領域帶到遙控數(shù)據(jù)中心，從而替代操作系統(tǒng)，成為網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。
（二） 微軟（Microsoft）：云+端的云計算模式
微軟推廣的的“云+端”模式是由云計算和用戶自己的計算機終端都承擔一部分計算和應用的計算模式。這意味著不是只有單純的云計算，用戶終端仍保持著重要的作用。微軟開發(fā)的Live Mesh是一個龐大的網(wǎng)絡平臺，以“軟件+服務”的方式將計算機、手機和其他數(shù)字設備通過互聯(lián)網(wǎng)整合到一起，允許用戶同步訪問、共享或存儲文件，并支持移動設備和網(wǎng)絡云計算的項目，使客戶常用的終端成為一個巨大的能及時更新的“移動硬盤”。另外微軟于2008年10月[3]推出的Windows Azure和Azure服務平臺技術一方面向用戶提供基于PC、服務器等設備的軟件，另一方面向用戶提供基于網(wǎng)絡的服務。
（三） IBM：藍色巨人的云計劃
2007年10月，藍色巨人IBM和谷歌宣布聯(lián)合進行一項高校計劃[4]，并于2007年11月15日，在上海公布了一個名為“藍云”(Blue Cloud)的系統(tǒng)[5]。這套系統(tǒng)可以讓用戶通過網(wǎng)絡將程序分散至眾多計算機上執(zhí)行．以便快速完成復雜的數(shù)據(jù)分析任務。藍云（Blue Cloud）包括虛擬化Linux服務器、并行工作負載日程安排和IBM的Tivoli管理軟件。目前，IBM已經(jīng)在云計算領域贏得了許多客戶，包括中國的無錫市、Capgemini本地專業(yè)服務部門Sogeti、越南政府機構(gòu)和大學以及荷蘭的云計算托管服務公司iTricity等。
（四） 亞馬遜（Amazon）：首個實現(xiàn)商業(yè)化的云計算
第一個將云計算商業(yè)化的是亞馬遜。早在2006年，亞馬遜就推出了彈性計算云（Elastic Compute Cloud，EC2）服務，讓中小型企業(yè)能夠按照自己的需要購買亞馬遜數(shù)據(jù)中心的計算能力。以EC2為基礎的云存儲S3（Simple Storage Service）在不到一年的時間里，就已經(jīng)存儲了50億個對象，有30萬客戶簽約。如今，亞馬遜已擁有諸如紐約時報和納斯達克證券交易所等大型客戶。亞馬遜的S3存儲服務收費為每1G的存儲收費15美分，服務器的租用則根據(jù)配置的不同每小時收費10至80美分不等。
二、 云計算對教育領域的影響
為了引導學術界更多地投入這個亟待開發(fā)的新領域，2007年谷歌與IBM合作，開始將云計算帶入到全球多所大學中，為這些大學的計算機專業(yè)學生和研究人員提供硬件、軟件和服務支持，推動新的軟件開發(fā)方法，幫助高校學生獲得相關云應用編程方面的技能，幫助他們應對未來大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)應用的挑戰(zhàn)。在這些高校中就包括了美國的麻省理工學院、史丹佛大學、卡內(nèi)基梅隆大學、華盛頓大學、馬里蘭大學、伯克萊大學和亞利桑那州立大學，我國清華大學、臺灣大學、臺灣交通大學也參與該項目。同年，雅虎也與大學展開了合作，推出了相應的技術研發(fā)計劃。
（一） 美國大學中的云計算
1. 亞利桑那州立大學的跨學科運用
亞利桑那州立大學是谷歌在線辦公軟件最大的用戶，6.5萬的亞利桑那州立大學學生均擁有Gmail郵件服務賬號，在試用的一周內(nèi)，就有6.3萬不同的學生登陸使用Gmail郵件服務。校方認為Gmail不僅更安全而且節(jié)約了系統(tǒng)維護的資金。當其他學校將云計算的重點放在計算機科學上時，亞利桑那州立大學提出了利用跨學科的研究，即安排商學院、生物學或政治學的學生與計算機科學專業(yè)的學生一起研究云計算的開發(fā)應用問題，這個做法得到了谷歌的肯定。
2. 華盛頓大學的在線服務
目前華盛頓大學正在進行的云計算項目是，提供給華盛頓大學校友一個新的在線服務--使用微軟的Exchange Labs服務。微軟的Exchange Labs，是一個專業(yè)的電子郵件系統(tǒng)，比普通電子郵件更安全，有效阻止內(nèi)部和外部的威脅；不論是電腦還是手機都可以接受電子郵件；效率更高，對學生和校友免費；10GB的郵箱存儲配額；20MB的郵件大小支持；聯(lián)合品牌支持的Outlook Web Access；共享的地址薄和日歷信息并可以查看其他用戶的日程安排；支持25種語言。
華盛頓大學正在與谷歌個微軟進行協(xié)議，谷歌與微軟將允許學校提供電子郵件、日歷和其他協(xié)作工具給學校的學生和工作人員。學校希望谷歌將華盛頓大學當做試點把這個服務提供給08年秋季的學生，并在2009年可以首次全方面將這些服務提供給學生。
3. 哈佛醫(yī)學院基因研究
在哈佛醫(yī)學院，個體化醫(yī)療實驗室已經(jīng)在使用一些云服務，包括亞馬遜（Amazon）的簡單存儲服務(S3)和Amazon彈性計算云(EC2)，用于轉(zhuǎn)化醫(yī)學和仿真研究工作。個體化醫(yī)療實驗室的Peter Tonellato博士利用甲骨文（Oracle）技術和靈活的亞馬遜網(wǎng)絡服務（Amazon Web Services）開發(fā)新的基因測試模式，即根據(jù)個人遺傳特性進行預防保健。首先要通過建立模型和模擬數(shù)據(jù)來評估新的基因測試的臨床應用價值，而這就需要找到足夠多的真正的病人來收集數(shù)據(jù)。使用云服務的個體化醫(yī)療實驗室可以根據(jù)醫(yī)院病人的特征創(chuàng)造出不同基因的虛擬患者[6]來代替大量的現(xiàn)實中的病人，研究人員可以通過“臨床角色”或病人的仿真體對臨床和基因數(shù)據(jù)進行非常強大的分析。同時，云計算使得無論哪個地點的研究人員都可以通過訪問這個實驗室來進行科研。
4. 卡內(nèi)基梅隆大學的圖像處理服務
卡內(nèi)基梅隆大學正在利用云計算能力處理不同的圖像。他們下載了近600萬張www.flickr.com圖像，在云計算中提供照片共享服務，并開發(fā)出云計算的多種應用，如利用這些圖片來找到某些特征的圖像等。這僅僅是卡內(nèi)基梅隆大學現(xiàn)今正在進行的一個云計算項目，學校對云計算領域的研究仍一直處于上升趨勢。據(jù)匹茲堡論壇顯示，卡內(nèi)基梅隆大學于08年10月獲得了35萬美元的補助金來創(chuàng)建一個云計算機。
5. 馬里蘭大學的云計算課程
馬蘭里大學云計算項目的領軍人吉米.林（Jimmy Lin）博士于2008年春季首次開設云計算課程，他的核心思想是讓研究生和本科生一起探索研究開放的問題。學生開發(fā)云計算能力來進行電子郵件分析（確定電子郵件的來源）、圖像處理技術，如確認書上插圖的文字等、機器翻譯，如將文件從阿拉伯文翻譯成英文以及生物序列研究。
（二） 云計算對我國教育信息化的影響
技術的演進促進教育信息化的發(fā)展，面對云計算時代的到來，我們的教育信息化應該提前著手研究信息化教育的“云”，這對我國信息化教育的發(fā)展具有重要的啟發(fā)意義。
1. 實現(xiàn)全球化教育資源的建設
在信息化教育中硬件建設是基礎，教育資源是核心。在我國，也非常重視教育資源的開發(fā)和建設，投入了大量的人力財力。但就目前來說，由于教育資源的開發(fā)主要依靠有限的教師和教育技術中心，所以在多媒體教材、電視教材、網(wǎng)絡課程的開發(fā)中存在著重復、知識更新速度低的問題。而在云計算時代，廉價和方便的云服務促使越來越多的教育資源遷移到“云”上。無論任何人，只要有所需要，就可以“拿”下使用，不必管是哪一朵“云”上的資源。我們應該充分利用云計算強大的信息資源庫，推廣共同協(xié)作精神，實現(xiàn)全球化的教育資源建設。
2. 促進學生的學習與創(chuàng)新
由于云計算具有彈性高、擴展性強和基于Web的服務器、存儲、數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點，對于以學習者為中心的個人學習環(huán)境建構(gòu)來說，云計算是易于使用的。學習者可以通過云計算提供的服務，自由地選擇學習內(nèi)容和學習方式，更好地利用信息資源和服務。同時，學習者個性化學習所需的所有資料都可以由云計算實現(xiàn)管理和控制。只要有個接入互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽器，學習者就可以隨時隨地提取所需的數(shù)據(jù)和服務，不用掌握復雜的操作軟件就可以隨心所欲地構(gòu)建出自己個性化的學習環(huán)境，這樣不僅創(chuàng)建了靈活的學習方式，提高了學習效率也有助于學生創(chuàng)新能力的發(fā)展。
3. 推動教師的改變
光有好的硬件設施和教育資源，若教師不具備使用信息技術的能力和意識，也不能達到革新教育教學的目的。面對21世紀云計算時代的到來，教師應該在第一時間意識到自己必須在角色上做出改變。教師要改變教學觀念和教學方式，適應基于“云”環(huán)境的教與學，充分利用“云”技術支持學生的學習和創(chuàng)新。在云時代的信息化教育革新中，教師應該把網(wǎng)上學習和培訓視為正規(guī)教學的組成部分，逐步實現(xiàn)電子備課和網(wǎng)絡教學，鼓勵教師和學生將全球遠程教育資源應用到日常學習中來。
4. 提高學校的管理效率
有了云計算，學校就不需要創(chuàng)建應用?；蛘叻峙淙魏畏掌?，因為“云”是一個共享資源，所有的數(shù)據(jù)可以安全地獲得分類處理和資源共享。這樣就極大地降低了教育信息系統(tǒng)建立的成本并解決了教育信息閉塞、更新緩慢的問題，提高了學校管理效率。學校每年都有畢業(yè)生離校和新生入學，大量的數(shù)據(jù)存儲和處理就需要強大的計算能力，而云計算正是處理這些數(shù)據(jù)的的最佳途徑。但由于云計算的標準尚未統(tǒng)一，安全性也還未得到一致的認可，運用與計算管理學校只在設想階段，隨著云計算的普及和發(fā)展，學校管理的“云”將會逐漸形成并得到學校師生的認可。
參考文獻:
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http://googleblog.blogspot.com/2008/09/fresh-take-on-browser.html,2008-09-01/2008-12-01.
[3]Richard MacManus. Ray Ozzie Announces Windows Azure-"Windows in the Cloud" [EB/OL]. http://www.readwriteweb.com/archives/windows_azure.php,2008-10-27/2008-12-01.
[4] Steve Lohr. Google and I.B.M. Join in ‘Cloud Computing’ Research [EB/OL]. http://www.nytimes.com/2007/10/08/technology/08cloud.html?_r=3,2007-10-08/2008-12-01.
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http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/22613.wss, 2007-11-15/2008-12-03.
[6] Harvard Medical School. Harvard Lab Uses Amazon Web Services and Oracle to Build Simulations in Record Time [EB/OL]. http://aws.amazon.com/solutions/case-studies/harvard/,2008-12-07.
