摘 要：21世紀(jì)云計(jì)算時(shí)代的到來，使得計(jì)算機(jī)的計(jì)算、應(yīng)用和管理能力大幅度提高。隨著云計(jì)算技術(shù)的普及和發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)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(jì)算應(yīng)用。云計(jì)算的發(fā)展對我國信息化教育實(shí)現(xiàn)教育資源全球化，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，推動(dòng)教師的改變和提高學(xué)校的管理效率有著積極的影響。

 

20世紀(jì)60年代，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，我國從古老的單臺(tái)發(fā)電機(jī)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(guān)心自己發(fā)的電供給哪一家用戶，但供電服務(wù)機(jī)制的改進(jìn)使得電能可以最大限度地發(fā)揮功用，造福社會(huì)。而在今天，提供信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)服務(wù)的信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)也正在經(jīng)歷“電力服務(wù)”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(wù)是由互聯(lián)網(wǎng)中的云計(jì)算（Cloud computing）提供的。云計(jì)算就像是一個(gè)發(fā)電廠，只是它提供的不是電力，而是強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)計(jì)算、應(yīng)用和管理能力，只要與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(jì)算的時(shí)代，這個(gè)世界只需要幾臺(tái)電腦——它們可能叫做谷歌（Google）、微軟（Microsoft）、IBM和亞馬遜（Amazon）。

當(dāng)任何一個(gè)人在互聯(lián)網(wǎng)上提交一個(gè)查詢請求時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)上可能有成千上萬臺(tái)計(jì)算機(jī)在為他同時(shí)搜索眾多的數(shù)據(jù)庫，并運(yùn)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(jì)算機(jī)上，也不是從某個(gè)指定的服務(wù)器上，而是從浩瀚如云海的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上，通過各種設(shè)備（如移動(dòng)終端等）獲得所需的信息的全面普及時(shí)代也將來臨。、知識、服務(wù)等?？梢?，我們生活的時(shí)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(wù)為中心的時(shí)代。同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)的日益普及，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)這樣的服務(wù)也日益深入人心。由于它可以減少因?yàn)閭€(gè)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(luò)服務(wù)業(yè)方面的開發(fā)商自然不會(huì)錯(cuò)過這個(gè)大市場。從云計(jì)算的“云存儲(chǔ)”發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

云計(jì)算（Cloud computing）是指由幾十萬甚至上百萬臺(tái)廉價(jià)的服務(wù)器所組成的網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供所需要的計(jì)算機(jī)服務(wù)。最寬泛的定義是指只要接入互聯(lián)網(wǎng)就可以進(jìn)行任何情況的遠(yuǎn)程計(jì)算，而不僅僅只是在桌面或便攜設(shè)備上。網(wǎng)絡(luò)瀏覽器先驅(qū)馬克·安德森認(rèn)為，“云是天空中的一種智能、復(fù)雜、強(qiáng)大的計(jì)算系統(tǒng)，人們只要插上就能用?！?sup>[1]最簡單的云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中已經(jīng)隨處可見，例如搜尋引擎、網(wǎng)絡(luò)信箱等，使用者只要輸入簡單指令即能得到大量信息。

云計(jì)算的特點(diǎn)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(shí)間、任何地點(diǎn)以某種便捷的方式安全地獲得或與他人分享。2.以任務(wù)為中心。充分調(diào)動(dòng)計(jì)算機(jī)的資源，可以為普通用戶提供每秒10 萬億次的運(yùn)算能力，完成用戶的各種業(yè)務(wù)要求；同時(shí)，用戶可以方便地與合作者共同規(guī)劃并執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)，并隨時(shí)隨地進(jìn)行有效的交流和溝通。3.性能比強(qiáng)大。云計(jì)算隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其存儲(chǔ)介質(zhì)性能提升，成本降低，云的功能無限擴(kuò)大。4.智能化。分布在網(wǎng)絡(luò)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(yùn)算而更加準(zhǔn)確。

由于云計(jì)算的動(dòng)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(jì)算的方案并全面啟動(dòng)起來。

谷歌的三大核心技術(shù)構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)的基礎(chǔ)：GFS（谷歌文件系統(tǒng)）、MapReduce（分布式計(jì)算系統(tǒng)）和BigTable（分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)）。在這些基礎(chǔ)上，谷歌于推出了“Google Apps”網(wǎng)絡(luò)辦公套件，包括Gmail（電郵服務(wù)）、Gtalk（及時(shí)通訊服務(wù)）、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(dāng)于微軟Office辦公軟件的網(wǎng)絡(luò)版，免費(fèi)供用戶使用。于2008年9月^[2]谷歌又在云計(jì)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(wù)器端的工作轉(zhuǎn)移到客戶端來實(shí)現(xiàn)，將用戶的電腦加入到“云”中，在實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力大幅度提高的同時(shí)也把用戶引向SaaS即Software as a service（軟件即服務(wù)）模式。不僅如此，如果Chrome能達(dá)到預(yù)期效果，將會(huì)把電腦由微軟統(tǒng)治的桌面領(lǐng)域帶到遙控?cái)?shù)據(jù)中心，從而替代操作系統(tǒng)，成為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

微軟推廣的的“云+端”模式是由云計(jì)算和用戶自己的計(jì)算機(jī)終端都承擔(dān)一部分計(jì)算和應(yīng)用的計(jì)算模式。這意味著不是只有單純的云計(jì)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(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以“軟件+服務(wù)”的方式將計(jì)算機(jī)、手機(jī)和其他數(shù)字設(shè)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(chǔ)文件，并支持移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)云計(jì)算的項(xiàng)目，使客戶常用的終端成為一個(gè)巨大的能及時(shí)更新的“移動(dòng)硬盤”。另外微軟于2008年10月^[3]推出的Windows Azure和Azure服務(wù)平臺(tái)技術(shù)一方面向用戶提供基于PC、服務(wù)器等設(shè)備的軟件，另一方面向用戶提供基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。

2007年10月，藍(lán)色巨人IBM和谷歌宣布聯(lián)合進(jìn)行一項(xiàng)高校計(jì)劃^[4]，并于2007年11月15日，在上海公布了一個(gè)名為“藍(lán)云”(Blue Cloud)的系統(tǒng)^[5]。這套系統(tǒng)可以讓用戶通過網(wǎng)絡(luò)將程序分散至眾多計(jì)算機(jī)上執(zhí)行．以便快速完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析任務(wù)。藍(lán)云（Blue Cloud）包括虛擬化Linux服務(wù)器、并行工作負(fù)載日程安排和IBM的Tivoli管理軟件。目前，IBM已經(jīng)在云計(jì)算領(lǐng)域贏得了許多客戶，包括中國的無錫市、Capgemini本地專業(yè)服務(wù)部門Sogeti、越南政府機(jī)構(gòu)和大學(xué)以及荷蘭的云計(jì)算托管服務(wù)公司iTricity等。

第一個(gè)將云計(jì)算商業(yè)化的是亞馬遜。早在2006年，亞馬遜就推出了彈性計(jì)算云（Elastic Compute Cloud，EC2）服務(wù)，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(jì)算能力。以EC2為基礎(chǔ)的云存儲(chǔ)S3（Simple Storage Service）在不到一年的時(shí)間里，就已經(jīng)存儲(chǔ)了50億個(gè)對象，有30萬客戶簽約。如今，亞馬遜已擁有諸如紐約時(shí)報(bào)和納斯達(dá)克證券交易所等大型客戶。亞馬遜的S3存儲(chǔ)服務(wù)收費(fèi)為每1G的存儲(chǔ)收費(fèi)15美分，服務(wù)器的租用則根據(jù)配置的不同每小時(shí)收費(fèi)10至80美分不等。

為了引導(dǎo)學(xué)術(shù)界更多地投入這個(gè)亟待開發(fā)的新領(lǐng)域，2007年谷歌與IBM合作，開始將云計(jì)算帶入到全球多所大學(xué)中，為這些大學(xué)的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生和研究人員提供硬件、軟件和服務(wù)支持，推動(dòng)新的軟件開發(fā)方法，幫助高校學(xué)生獲得相關(guān)云應(yīng)用編程方面的技能，幫助他們應(yīng)對未來大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。在這些高校中就包括了美國的麻省理工學(xué)院、史丹佛大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、華盛頓大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、伯克萊大學(xué)和亞利桑那州立大學(xué)，我國清華大學(xué)、臺(tái)灣大學(xué)、臺(tái)灣交通大學(xué)也參與該項(xiàng)目。同年，雅虎也與大學(xué)展開了合作，推出了相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。

亞利桑那州立大學(xué)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(xué)學(xué)生均擁有Gmail郵件服務(wù)賬號，在試用的一周內(nèi)，就有6.3萬不同的學(xué)生登陸使用Gmail郵件服務(wù)。校方認(rèn)為Gmail不僅更安全而且節(jié)約了系統(tǒng)維護(hù)的資金。當(dāng)其他學(xué)校將云計(jì)算的重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)科學(xué)上時(shí)，亞利桑那州立大學(xué)提出了利用跨學(xué)科的研究，即安排商學(xué)院、生物學(xué)或政治學(xué)的學(xué)生與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生一起研究云計(jì)算的開發(fā)應(yīng)用問題，這個(gè)做法得到了谷歌的肯定。

目前華盛頓大學(xué)正在進(jìn)行的云計(jì)算項(xiàng)目是，提供給華盛頓大學(xué)校友一個(gè)新的在線服務(wù)--使用微軟的Exchange Labs服務(wù)。微軟的Exchange Labs，是一個(gè)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(jī)都可以接受電子郵件；效率更高，對學(xué)生和校友免費(fèi)；10GB的郵箱存儲(chǔ)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(xué)正在與谷歌個(gè)微軟進(jìn)行協(xié)議，谷歌與微軟將允許學(xué)校提供電子郵件、日歷和其他協(xié)作工具給學(xué)校的學(xué)生和工作人員。學(xué)校希望谷歌將華盛頓大學(xué)當(dāng)做試點(diǎn)把這個(gè)服務(wù)提供給08年秋季的學(xué)生，并在2009年可以首次全方面將這些服務(wù)提供給學(xué)生。

在哈佛醫(yī)學(xué)院，個(gè)體化醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在使用一些云服務(wù)，包括亞馬遜（Amazon）的簡單存儲(chǔ)服務(wù)(S3)和Amazon彈性計(jì)算云(EC2)，用于轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)和仿真研究工作。個(gè)體化醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室的Peter Tonellato博士利用甲骨文（Oracle）技術(shù)和靈活的亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（Amazon Web Services）開發(fā)新的基因測試模式，即根據(jù)個(gè)人遺傳特性進(jìn)行預(yù)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(yīng)用價(jià)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(wù)的個(gè)體化醫(yī)療實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jìn)行非常強(qiáng)大的分析。同時(shí)，云計(jì)算使得無論哪個(gè)地點(diǎn)的研究人員都可以通過訪問這個(gè)實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行科研。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)正在利用云計(jì)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(jì)算中提供照片共享服務(wù)，并開發(fā)出云計(jì)算的多種應(yīng)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(xué)現(xiàn)今正在進(jìn)行的一個(gè)云計(jì)算項(xiàng)目，學(xué)校對云計(jì)算領(lǐng)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(xué)于08年10月獲得了35萬美元的補(bǔ)助金來創(chuàng)建一個(gè)云計(jì)算機(jī)。

馬蘭里大學(xué)云計(jì)算項(xiàng)目的領(lǐng)軍人吉米.林（Jimmy Lin）博士于2008年春季首次開設(shè)云計(jì)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(xué)生開發(fā)云計(jì)算能力來進(jìn)行電子郵件分析（確定電子郵件的來源）、圖像處理技術(shù)，如確認(rèn)書上插圖的文字等、機(jī)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。

技術(shù)的演進(jìn)促進(jìn)教育信息化的發(fā)展，面對云計(jì)算時(shí)代的到來，我們的教育信息化應(yīng)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。

在信息化教育中硬件建設(shè)是基礎(chǔ)，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(shè)，投入了大量的人力財(cái)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(shù)中心，所以在多媒體教材、電視教材、網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)中存在著重復(fù)、知識更新速度低的問題。而在云計(jì)算時(shí)代，廉價(jià)和方便的云服務(wù)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(yīng)該充分利用云計(jì)算強(qiáng)大的信息資源庫，推廣共同協(xié)作精神，實(shí)現(xiàn)全球化的教育資源建設(shè)。

由于云計(jì)算具有彈性高、擴(kuò)展性強(qiáng)和基于Web的服務(wù)器、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點(diǎn)，對于以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境建構(gòu)來說，云計(jì)算是易于使用的。學(xué)習(xí)者可以通過云計(jì)算提供的服務(wù)，自由地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，更好地利用信息資源和服務(wù)。同時(shí)，學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)所需的所有資料都可以由云計(jì)算實(shí)現(xiàn)管理和控制。只要有個(gè)接入互聯(lián)網(wǎng)的瀏覽器，學(xué)習(xí)者就可以隨時(shí)隨地提取所需的數(shù)據(jù)和服務(wù)，不用掌握復(fù)雜的操作軟件就可以隨心所欲地構(gòu)建出自己個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，這樣不僅創(chuàng)建了靈活的學(xué)習(xí)方式，提高了學(xué)習(xí)效率也有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

光有好的硬件設(shè)施和教育資源，若教師不具備使用信息技術(shù)的能力和意識，也不能達(dá)到革新教育教學(xué)的目的。面對21世紀(jì)云計(jì)算時(shí)代的到來，教師應(yīng)該在第一時(shí)間意識到自己必須在角色上做出改變。教師要改變教學(xué)觀念和教學(xué)方式，適應(yīng)基于“云”環(huán)境的教與學(xué)，充分利用“云”技術(shù)支持學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。在云時(shí)代的信息化教育革新中，教師應(yīng)該把網(wǎng)上學(xué)習(xí)和培訓(xùn)視為正規(guī)教學(xué)的組成部分，逐步實(shí)現(xiàn)電子備課和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，鼓勵(lì)教師和學(xué)生將全球遠(yuǎn)程教育資源應(yīng)用到日常學(xué)習(xí)中來。

有了云計(jì)算，學(xué)校就不需要?jiǎng)?chuàng)建應(yīng)用?；蛘叻峙淙魏畏?wù)器，因?yàn)椤霸啤笔且粋€(gè)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(xué)校管理效率。學(xué)校每年都有畢業(yè)生離校和新生入學(xué)，大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理就需要強(qiáng)大的計(jì)算能力，而云計(jì)算正是處理這些數(shù)據(jù)的的最佳途徑。但由于云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，安全性也還未得到一致的認(rèn)可，運(yùn)用與計(jì)算管理學(xué)校只在設(shè)想階段，隨著云計(jì)算的普及和發(fā)展，學(xué)校管理的“云”將會(huì)逐漸形成并得到學(xué)校師生的認(rèn)可。

 

[1] Steve Hamm. Cloud Computing: Eyes on the Skies [J].

Business week, 2008,(4082): 59.

[2] GoogleBlog. A fresh take on the browser [EB/OL].

http://googleblog./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./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./2007/10/08/technology/08cloud.html?_r=3,2007-10-08/2008-12-01.

[5] IBM. IBM Introduces Ready-to-Use Cloud Computing [EB/OL].

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[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.