摘要：传统的教育系统，在教学资源的分配上存在共享程度不高、使用效率低下、资源浪费严重、系统扩充性差等缺陷。随着学习者对信息获取和服务的要求不断的增长，移动学习的发展进一步提出了更高的数据和服务要求。同时，学校和教育机构的信息中心和教育技术中心的软硬件建设和维护成本在不断上升。如何在有效的成本投资下最大程度的满足学习对海量数据和服务的要求，成为信息化教育教学中逐渐引起关注的问题。在这种背景下，基于并行计算、分布式计算特别是网格技术的发展，产生了一种新型服务计算模型：云计算。

 

关键词：云计算　互联网　教育　信息化

 

引言

 

我国教育信息化历经十余年发展，投资规模逐年加大。经过“211工程”“985工程”以及“面向21世纪的教育振兴行动计划”“农村中小学远程教育工程”“西部大学校园网”和“校校通”等一系列的重大工程建设，有力的推动了我国教育信息化的进程。

 

虽然我国高校的信息化建设已经取得了卓着的成就，存在的问题也日趋严峻。越来越多的高校遇到以下问题：1．教育管理不统一；2．教学方式陈旧；3．投资费用过多，取得的效益较小。

 

适逢教育改革发展，推陈出新之际。信息化也正经历“云”的变革。云计算作为IT行业的第四次革命，在教育行业也逐步落地，应用也日渐深入。各高校也相继开展了云计算在教育系统的应用平台，如：北京大学计算机科学技术研究所、中国传媒大学、上海交通大学、清华大学信息网络研究中心等

 

 

一、云计算概述

 

2006年8月9日，Google首席执行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念。Google“云端计算”源于Google工程师克里斯托弗·比希利亚所做的“Google 101”项目。

 

对于云计算的定义,目前尚未形成统一的结论。中国网格计算、云计算专家刘鹏给出如下定义：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”。

 

云计算既不是什么计算，也不是一项单纯的技术概念，而是如何在现有的互联网基础上把所有硬件、软件结合起来，充分利用和调动现有一切信息资源，通过构架一个新型服务模式，或者能够提供服务的一种新的系统结构，为人们提供各种不同层次、各种不同需求的低成本、高效率的智能化服务及信息服务模式的改变。

 

二、云计算的基本原理

 

云计算是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，把存储在大量分布式计算机产品中的大量数据和处理器资源整合在一起协同工作。在任何时间和任何地点，用户都可以任意连接至互联网的终端设备。因此，无论是企业还是个人，都能在云上实现随需随用。同时，用户终端的功能将会被大大简化，而诸多复杂的功能都将转移到终端背后的网络上去完成。

 

云计算与传统的IT服务相比具有以下优势：

 

1．资源灵活：以并行计算为核心，按需调度计算任务、分配计算资源，并提供从数据导入、整合处理、计算模型设定到计算结果输出、多形式展现、应用等完整的数据处理服务。为科学研究提供可靠的平台。

 

2．通用性强：具有高可扩展性和很强大的数据共享。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。“云”的规模可以动态伸缩，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行，满足不同应用和不同用户规模增长的需要。

 

3．统一的管理：通过云计算的统一整合，转变原来IT管理一对多的管理模式，实现了把物理资源池化的机制，通过云平台统一调度，从而实现统一的管理入口，实现简单统一的管理模式。

 

4．低成本：云计算时代，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，从而大大降低了成本。例如：美国的房地产网站Coosipy通过Amazon所提供的“弹性计算云”服务完成了一个巨大项目。原来预计需要花费6个月的时间几百万美元，却只用了3个星期，费用不到五万美元。

 

5．安全性：云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心。在“云”的另一端，有专业的团队来管理信息，有最先进的数据中心来保存数据，用户不用担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。

 

下图为使用云计算后的学校管理变化：

 

原有的教育管理系统：

 

 

使用“云计算”后的教育管理系统：

 

 

三、云计算在教育中的发展

 

作为云计算最初的应用实践者──教育领域，各大公司相继开展了自己的云计算教育计划。继“Google101”计划之后，2008年初Google先后与中国台湾大学、台湾交通大学及清华大学开展云计算项目研究。其他业界巨头也紧跟云计算步伐，随之推出了自己的教育项目。如IBM的“蓝云”计划，Amazon的“云计算开放式基金”，杭州师范大学──微软IT学院的建立。

 

《教育信息化十年发展规划（2011～2020）》中明确提出了建设中国教育化云服务平台的任务和行动计划。云计算作为一个教育行业信息化的下一个热点，投资规模也在逐年增加。

 

云计算在中国起步比较晚，2009年5月16至17日，中国教育技术协会在上海举办了全国首届“云计算辅助教学高级培训”，旨在帮助有条件的学校掌握云计算辅助教学的理论与技术，促进我国基础教育教学改革，提高教学质量。继此次培训之后，我国各地区中小学逐渐开始实践云计算辅助教学。

 

 

四、典型案例分析──中国传媒大学

 

1．项目背景

 

中国传媒大学是教育部直属的国家“211工程”重点建设大学。中国传媒大学成立于1954年，现有在校学生逾15,000名，教职员工1900多名。作为中国媒体教育的最高学府，中国传媒大学多年来不断为中国媒体行业输送高素质的专业人才，为中国经济的发展做出了卓越贡献。

 

20世纪90年代以来，影视动漫、游戏开发等文化产业发展势头迅猛，随着人们欣赏水平的提高，对3D游戏、高清影视和动漫的需求量与日俱增。 由于动漫3D场景和影视特效制作的复杂性，即使设计师有了很好的设计灵感和创意，制作过程依然需要耗费庞大硬件资源超长的计算时间，速度已经成为影视特效和动漫制作的主要瓶颈。3D图形的设计、创建和渲染要求采用高性能计算，但是设计人员和学生通常承担不起特效工具的费用，也无法使用特效工具，这对他们工作效率的提高和个人的发展带来了障碍。

 

对于中国传媒大学高性能计算中心来讲，通过多年的发展，除了做传统的科学计算，学校也在思考怎样把高性能计算的技术和方法，与游戏动漫等文化创意产业相结合。过去高性能计算中心做了很多尝试，例如基于高性能计算平台的动漫渲染。能否从动漫创意作为切入点，把过去在技术层面取得的成果与文化进一步结合？

 

2．系统建设

 

该大学部署了戴尔数据中心解决方案支持其云平台，此解决方案采用第 12 代 Dell PowerEdge服务器(采用英特尔至强E5-2600处理器的Dell PowerEdge R720与R620服务器)、Dell PowerVaultMD3200存储阵列、Microsoft Hyper-V及Microsoft RemoteFX软件。由于戴尔第12代PowerEdge  R720和R620服务器集成了图形处理单元 GPU技术，同时结合Microsoft RemoteFX的虚拟化功能，可大幅提升每一虚拟桌面的图形处理速度，从而缩短大型高清媒体文件的处理时间。目前，高性能计算中心的IT团队已经利用自己开发的动态基础架构云管理平台DIM完成了新服务器的部署，并利用 Dell OpenManag（包含带生命周期控制器的 Integrated Dell Remote AccessController (iDRAC)）的嵌入式管理功能简化日常任务。

 

服务方面，中国传媒大学采用戴尔专业技术支持的专业上门服务，为他们专门指派的上门服务经理可以全面负责故障排除事宜，并提供综合性的技术指导。万一发生故障，利用戴尔专业技术支持的关键任务型四小时内上门服务，技术支持工程师可在4小时内抵达传媒大学，解决可能导致停机的问题。此外，在发生紧急情况时，传媒大学可以通过配备了戴尔中国员工的全球支持中心获取资源，以便快速响应紧急情况备案。

 

3．收益

 

●利用得以增强的虚拟化桌面基础架构，将计算性能提升 20%。

 

●提高中国传媒产业的生产力，同时将成本降低超过 10 亿人民币。传媒大学提供的这项服务，不仅将提高全国传媒行业的设计效率和生产力，而且一年内便可为整个行业有效节约超过 10 亿人民币的硬件购置成本。Virtual Studio文化创意在线虚拟工作室云平台有力地推动了文化产业的转型升级。平台运行一年，其产品与服务的销售收入将达到5000万元人民币，三年内，平台累计产值将超过2亿元人民币。

 

●利用易于管理的技术，IT 团队效率提高20%。

 

 

“十二五”规划提出了我国教育产业与信息化产业相结合的指示方针，要求全国院校切实做好教育产业《云计算服务创新发展试点示范》的工作，云计算将成为国内高等教育人才培养与创新教育理念的核心技术。云计算技术的引入，使教育资源的概念和范畴不断扩大化，计算力资源、平台资源、知识与技能、数据资源、经验和分析，都已经成为教育资源更加丰富的外延，教育资源不再只是单纯的数字信息资源，而是包括了计算、效能和环境的资源，从物理的存储状态，转变为泛在的服务交付。教育信息化建设将出现一个全新的层面，那就是教育云

 

对多种信息资源的重组与优化，最终实现大范围、高效率的资源共享。

 

五、结束语

 

云计算，为构建教育服务平台提供了充分而有效的技术支撑和服务保障，能够使教育资源得以充分利用，减少城乡之间、地区之间、学校之间的教育资源不均衡，使所有学生都能享有公平教育的权利。

 

云计算不独属个体，它应属于整个世界，成为全球的共有财产。它带给我们的不仅仅是丰富的资源，还有思维方式的改变。并且，最为重要的是，它将带来一种跨越性的变革尤其是在教育领域。无论是作为一种新的技术还是一种新型网络应用模式，云计算对教育领域的影响是意义深远的。未来我们依旧要不断努力尝试去开发更多的云计算教育应用，充分发挥云计算在教育领域的特点和优势，真正实现PC性能最小化，教育功能最大化。

 

参考文献：

 

1．张渝江，岳伟．云计算叩开学校大门[J]，中国信息技术教育。2008（12）：93──94

 

2．邹艳，李鸿科．云计算及其在教育中的应用［J］．软件导刊(教育技术)，2009（08）：71-72．

 

3．孔令旗．云计算对教育影响的探讨［J］．焦作师范高等专科学校学报 ，2011（01）：77-79．

 

4．贺小华．云计算在教育中的应用—以google 协作平台为例［J］．软件导刊(教育技术)，2009（09）：71-74．

 

5．云计算技术指导南  编者，杨文志，北京工业出版社，2010年

 

6．百度百科   云计算  http://baike.baidu.com