云计算的基本原理及其对教育领域的影响

  公司新闻     |      2024-10-19 03:49

  在教育领域,2007年l0月,Google和IBM联合宣布推广 “云计算”的计划,包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻 省理工学院、加州大学伯克利分校在内的多所高校都参加了 该项计划,我国的清华大学也于2008年3月加入此项计划。 通过这项计划,高校的研究者能够更方便地利用Google和 IBM的云计算资源,搭建出各种创新性的应用。 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 华大学作为中国第一个参与这项计划的高校,与Google合 作开设“大规模数据处理”课程。在此项合作中,Google 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,Google工程师也参 与讲解Google的前沿技术(Map Reduce以及Google File System)等。 云计算模式将为教育领域拓展出一个崭新的学习空 间,云计算不仅反映了当前社会性网络的特征——共享、 共建、共赢,而且宣告了低成本提供超级计算服务的可 能。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。

  参考文献 [1]高义栋,缪静霞,霍丽荣.从三维动画课程网站个案解析云计算在教学中的实际应用[J].电化教育研究,2009(12):67-71 [2]周相兵,马洪江,杨兴江.一种基于云计算的语义Web服务组合模型研究[J].微电子学与计算机,2009(8):56-57 [3]孙健,贾晓菁.Google云计算平台的技术架构及对其成本的影响研究[J].电信科学,2010(1):87-88 [4]史佩昌,王怀民,蒋杰,卢凯.面向云计算的网络化平台研究与实现[J].计算机工程与科学,2009(S1):34-35

  作者:硕士,从事远程教育与网络课程研究。 2010年3月下 第9期(总第195期)

  的对教学资源需求的持续增长与教育投入增长不足、教学 资源相对短缺所形成的矛盾,又可以提高优质教学资源的 利用率,让更多的大学生获得优质的受教育机会。 2.2 节约硬件设备的投入成本 云计算扩展性非常强, 多个院校可以将现有的硬件资源共同加入到一个“云” 中,减少单个院校在资金和时间上的投入,并实现真正意 义上的资源共享。云计算固有的特点使其比其他新技术更 容易进入学校。如果使用云计算服务,绝大部分计算任务 交给云端(分布式计算机服务器)来完成,学校只需让 电脑接入互联网即可。云计算能把分布在大量的分布式 计算机上的内存、存储和计算能力集中起来成为一个虚 拟的资源池,并通过网络为用户提供实用计算(Utility Computing)服务。现在推出的云计算电脑仅有光驱大 小,功耗也仅有十几瓦。 2.3 提供经济的在线应用软件服务 所有的应用程序和 文件都在服务器端,用户只需通过浏览器访问服务器即可 实现文档、表格、课件的编辑,编辑完成后的文件直接存 放在服务器端。一些常用的应用软件如办公软件、电子邮 件系统等可以采用云计算服务,学校接入这类云计算服务 后,降低信息系统建设的成本,也减少为维护和升级软件 而投入的费用。采用云计算模式提供的云服务,如利用类 似Google Calendar的日历管理工具和GoogleDocs的在线 文档编辑工具,用户只需联网打开浏览器,即可使用这些 云服务,实现在线日程协作安排、学习项目协作规划、教 学活动协作管理、师生人员协作管理以及文档、表格、演 示文稿的共享与协作编辑,完成网上协作办公。 2.4 创设网络学习平台 随着云计算模式的逐渐发展和 普及,学校、教育机构和个人的信息处理会逐渐迁移到 “云”上,这将对网络学习带来积极的影响。云计算将有 助于构建学校教学环境(SLE)、群体学习环境(CLE)、 学生个人自主学习环境(PLE)3类教学环境和教学信息 自动传递系统、教师指导调控系统、学生自主学习系统 3类教学系统。学习者则可以通过云计算提供的环境、资 源和服务,自由地选择学习内容和学习方式,实现网络学 习。比如Google云计算服务——GoogleSi(Google协作平 台),可以将文本、Google文档、电子表格、演示文稿、 文件附件、视频、照片和其他类型的信息,以及Google云 服务完全组合在一起,为网络学习者提供丰富的网络学习 资源和良好的学习平台,便于网络学习的开展。 2.5 数据存储中心更安全可靠 由于对教育信息资源建

  对于学校来讲,通过投资建立计算中心成本较大, 并且难以与教育信息系统的快速成长和服务多元化要求 相匹配。云计算模式为学校提供了合适的借鉴方案,教 育机构数据中心、网络中心的相关任务将可以选用云计 算服务来完成。通过云计算提供的IT基础架构,可以节 约成本,不用再投资购买昂贵的硬件设备,负担频繁的 维护与升级。同时,云计算也将有效地消除教育信息系 统中的“孤kaiyun体育全站 Kaiyun登录网页岛”现象。云计算对教育领域的影响主要表 现在以下5个方面。 2.1 云计算可以整合教育资源 云计算的提出,最小化了 终端设备的需求,在一个云计算的网络中,不仅仅是教学 课堂,甚至于个人电脑,实验室都可以从“云”中获得, 在“云”中存储,而学校需要的只是提供给学生可以运行 浏览器的最简单的终端设备(使用开源系统的个人电脑、 OLPC,甚至支持无线局域网的掌上设备)和网络,就能让 所有高校的学生随时随地进行学习、资料处理和实验。在 高校间开展教学资源的整合,既可以应对高校扩招所形成

  设的投入不断加大,各个学校都积累了大量的教育信息资 源。在病毒和黑客猖獗的互联网时代,数据存储的安全 性、可靠性显得越来越重要。学校使用云计算服务,有全 世界最先进的数据中心来帮助保存数据,有着强大的技术 管理团队来帮助管理提交的数据和程序,可以为学校提供 可靠和安全的数据存储中心。对非法入侵可以在第一时间 作出反应,同时也消除使用人员将文件非法拷贝造成的无 意泄密。在教育信息化过程中,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, 也无需担心病毒和黑客的侵袭以及由硬件的损坏所导致的 数据丢失问题。

  云计算系统如图1所示,基本原理是:用户所需的应 用程序并不需要运行在用户的个人电脑、手机等终端设备 上,而是运行在互联网的大规模服务器集群中;用户所处 理的数据也并不存储存本地,而是保存在互联网的数据中 心里面;这些数据中心正常运转的管理和维护由提供云计 算服务的企业负责,并由他们来保证足够强的计算能力和 足够大的存储空间来供用户使用。

  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。云计算就Hale Waihona Puke Baidu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。 云计算借用量子物理中的“电子云”(Electron Cloud)思想,强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布 性和社会特性。“云”是指计算机群,每一群包括几十万 台甚至上百万台计算机,是数据存储和应用服务的中心, 用来完成存储和计算的工作。