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摘 要：教育信息化在促进教育普及，实现教育公平，提供优质教学环境，提升教师专业能力，提高教育管理效率方面有重大作用。云计算是信息化未来的支撑技术之一，影响着全球信息化的形态。云计算应用的不断深入必然会对全球教育发展产生重要影响，主要体现在能以更低的成本、更广的范围加速教育行业中信息技术的应用方面，云计算还加快了新教育理念在全球范围内的传播与碰撞。
关键词：云计算；教育信息化；云服务
一、关于云计算的描述
计算机技术的发展经历了从大型主机（Main Frame）、个人计算机（Personal Computer）、客户机/服务器（Client /Server）计算模式，到今天互联网计算模式的演变。我们有幸经历了这一过程，从20世纪80年代大型主机的哑终端使用方式，到今天流行的互联网Web应用模式，个人电脑、移动设备、智能手机的拥有量正以前所未有的速度增长，这些变化主要得益于互联网，尤其是Web2.0的发展。这些计算能力有限的轻量化设备正逐渐蜕化为终端的角色，计算需求更多地依赖于通过互联网连接的远程服务器资源。自此，业界提出了“云计算”的概念。全球管理咨询公司麦肯锡开展的一项研究发现，目前至少有22个独立阐述的云计算定义，业界尚难形成一个公认的云计算定义。尽管如此，无论从何种角度出发阐述，云计算总是有如下两个共性：第一，服务是云计算的主要交付形式。计算资源、存储资源和应用软件资源均以服务的形式提供，使用者按需分配并使用这些资源，而不再是直接采购软硬件系统。第二，网络是实现云计算的基础。云计算是伴随互联网的进步而发展的，云计算时代的用户离不开网络，云计算作为一种服务，只能建立在通畅、可靠的互联网基础之上。
由于互联网庞大、复杂的结构，人们习惯将互联网上的资源用云团标识，而通过互联网直接获取计算资源、存储资源和应用软件资源的服务也就被称为云计算。
按照目前比较流行的说法，我们可以将云计算服务划分为以下层次：软件即服务（Software as a Service，SaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS）、基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）。
SaaS为用户提供可以直接使用的应用软件，用户只需管理、维护自己的业务数据。这种应用一般基于浏览器，针对某一项特定的功能，用户只需要进行一些设定就可以使用。PaaS为用户提供一个托管平台，用户可以将他们所开发的应用软件托管到云平台中，并管理、维护自己的应用程序。一旦用户的应用软件开发和部署完成，其涉及的基础设施维护管理工作都将由平台负责。IaaS为用户提供虚拟机操作系统，或是底层的、接近于直接操作硬件资源的服务接口。通过基础设施服务，用户可以直接获得计算和存储能力，在理论上几乎不受限制。
二、云计算在全球教育中的应用
（一）面向公众的云计算服务
当前，云计算早已不是一个虚拟的概念，而是实际存在的商业服务，而且越来越发达。亚马逊的弹性计算云（EC2）可以提供多达11种规格的虚拟机，通过Web服务接口，用户能够像使用物理计算机一样，安装配置多种操作系统，加载各种应用软件，并按照机器每小时的实际使用量付费；S3云服务（简单存储服务），可用于存储和检索任意数量的数据，用户通过Web服务接口可在任何时间，从任何地方存取数据，并按照实际存储量付费。
谷歌公司的Google App Engine（GAE）云计算平台，可以让用户在谷歌的分布式基础设施上运行网络应用程序。不同于EC2提供的虚拟机环境，GAE提供了一个便于开发和部署Web应用的托管平台，用户在GAE的专有框架下开发应用软件，而不是直接使用底层的虚拟机系统。因此，GAE的用户只需要专注于业务逻辑的实现，而不需要关心物理资源的分配、监控和动态伸缩。
我国也已经出现了面向公众的云计算服务，如中国电信-天翼云（http：//cloud.189.cn）、华为云服务（http：//www.hwclouds.com）等。
（二）教育领域的云计算服务
教育机构如何利用云计算服务？以大学为例，一所大学的IT服务支持部门需要为学生、教职员工提供各类软件（如电子邮件、操作系统、生产力应用软件等）和硬件（如PC、服务器等）；为科研人员提供特殊的软件和硬件，以满足研究工作所需的大规模数据处理和计算；为Web开发人员编写和托管Web应用程序提供开发工具和运行环境。
如图1所示，在实现校园云计算服务后，学生、教职工可以使用SaaS和IaaS服务，这些服务将通过瘦客户端访问（通常基于浏览器，甚至是移动设备），以在线的方式在SaaS云端服务器上运行应用软件，对于磁盘存储空间及计算设备的需求则可以通过IaaS在云端提供。对于应用软件开发人员，可以通过PaaS服务以在线的方式获得应用开发所需的工具软件和部署应用软件所需的主机环境。另外，IaaS服务可以提供额外服务器容量，以满足科研人员对大规模数据处理和计算能力的需求。
在西方世界尚未完全摆脱全球经济危机的大背景下，各国政府对教育领域的资金投入普遍减少。一些囊中羞涩的教育机构发现云计算可以为他们带来巨大的效益，这源自于云计算所具有的灵活性，以及按需支付的成本结构。
IT领域的技术创新始终处于高速发展的状态，对软硬件系统不断更新的需求是产生预算压力的一个重要因素，对于处在资金困难时期的教育机构更是如此，云计算服务的出现，为他们提供了一个机遇，用能够负担的成本跟上IT技术更新和应用需求的发展。一家国外咨询公司开展的调查也印证了这一事实，超过半数的受访教育机构正在使用云计算服务，控制成本、提高效率是最大的驱动力，其他驱动因素还包括：更强的业务灵活性，易于配置和管理，在任何时间任何位置都可以访问关键业务应用程序等。 由于IT基础设施的缺乏以及无力应付硬件和软件的不断升级，一些非洲的教育机构转而采用云计算服务。谷歌已经在东非的教育市场获得成功，通过与卢旺达国立大学、基加利教育学院、内罗毕大学、毛里求斯大学等东非教育机构的合作，谷歌向学生提供Gmail、谷歌日历、谷歌Talk、谷歌Docs和Spreadsheets等谷歌云服务。这些云计算服务不仅可以降低IT成本，还使得教育比以往更有效率。
高等教育机构总是试图通对软件和硬件设施的升级吸引学生，并跟上数字技术的迅速发展。云计算服务可以帮助高等教育机构以合理的价格实现这一目标。例如，在加州大学伯克利分校，一个关于SaaS应用开发和部署的课程非常受欢迎。这个课程本身就需要有大量的服务器作为支撑，通过从亚马逊获得的EC2服务捐赠，加州大学伯克利分校将该课程从自有基础设施迁移到亚马逊EC2云服务，其原因就是EC2可以在短短的几分钟内提供足够数量的服务器。
另一个例子是威斯康星州医学院的生物技术和生物工程中心通过租用谷歌云计算平台服务器，使世界各地的科学家都能够参与到蛋白质研究项目中。谷歌云计算平台强大的处理能力，为确定元素组成和化学结构的蛋白质组数据流分析提供了以往无法想象的大量计算资源，这使得对实验数据的分析变得比以往更精细全面，花费更低。
（三）云计算服务在中国的应用
中国教育信息化正在迈入云计算时代，典型的一个例子是中国教育管理信息化项目。中国地缘辽阔，存在中央、省、市、县、乡多级教育体系，庞大的机构与师生规模使得管理信息系统的部署与使用非常复杂。中国教育管理信息化项目在对教育资源服务需求进行分析，对各种教育资源需求量进行估算的基础上，将资源需求归纳为服务器资源需求、网络访问需求和数据存储需求三大类。为了最大限度地节约成本，中国教育管理信息化项目由中央一级的教育机构集中采购通用服务器、存储阵列、各种应用软件系统，构建中央及各省的两级数据中心。云计算的理念之一就是服务，根据中央和各省教育机构对软硬件的需求，项目采用云计算IaaS方式暨基础设施服务模式，为中央和各省教育机构提供服务。各省教育机构通过本地的数据中心对数据进行采集、处理，中央数据中心承担着全国数据汇总与决策管理工作；采用云计算SaaS的方式构建各类管理信息系统，由中央教育机构统一组织开发，配发给各地部署使用。这种做法有以下三点优势：一是各级用户无需再投入人力、物力采购物理设备及应用软件，只需要接入网络，节省了大量的成本；二是统一开发，统一运维，降低了业务复杂度，提高了业务监管的水平；三是通过采用云计算方式，资源得到了充分利用，各种资源基本做到按需分配，并能够根据用户对资源的实际使用量，对资源进行动态调度。
三、思考与展望
云计算是一种新兴的大规模互联网IT服务，人们必然会有一些对其技术成熟度的担忧。首先，底层的IT资源完全处于外部供应商的控制之下，许多内部IT管理者对此持谨慎态度，这不仅仅关乎性能和可用性，还涉及对信息安全和隐私保护的担忧。例如，有机构就曾向美国联邦贸易委员会投诉，谷歌的云计算安全标准没有加密服务器存储的信息。其次，厂商锁定问题也非常值得关注，许多云服务提供商提供的服务均需通过专有的API，计算互操作性论坛等一些组织正努力尝试解决这个问题。
尽管存在种种疑虑，但还是有越来越多的教育机构选择云计算。除了因全球经济衰退而导致的囊中羞涩外，云计算资源置备的灵活性和合理的成本结构可以为使用者带来实实在在的价值。毫无疑问，随着技术的成熟和相关法律制度的健全，云计算终将会跨越种种障碍，成为未来的发展趋势。
编辑 许方舟
关键词：云计算；教育信息化；云服务
一、关于云计算的描述
计算机技术的发展经历了从大型主机（Main Frame）、个人计算机（Personal Computer）、客户机/服务器（Client /Server）计算模式，到今天互联网计算模式的演变。我们有幸经历了这一过程，从20世纪80年代大型主机的哑终端使用方式，到今天流行的互联网Web应用模式，个人电脑、移动设备、智能手机的拥有量正以前所未有的速度增长，这些变化主要得益于互联网，尤其是Web2.0的发展。这些计算能力有限的轻量化设备正逐渐蜕化为终端的角色，计算需求更多地依赖于通过互联网连接的远程服务器资源。自此，业界提出了“云计算”的概念。全球管理咨询公司麦肯锡开展的一项研究发现，目前至少有22个独立阐述的云计算定义，业界尚难形成一个公认的云计算定义。尽管如此，无论从何种角度出发阐述，云计算总是有如下两个共性：第一，服务是云计算的主要交付形式。计算资源、存储资源和应用软件资源均以服务的形式提供，使用者按需分配并使用这些资源，而不再是直接采购软硬件系统。第二，网络是实现云计算的基础。云计算是伴随互联网的进步而发展的，云计算时代的用户离不开网络，云计算作为一种服务，只能建立在通畅、可靠的互联网基础之上。
由于互联网庞大、复杂的结构，人们习惯将互联网上的资源用云团标识，而通过互联网直接获取计算资源、存储资源和应用软件资源的服务也就被称为云计算。
按照目前比较流行的说法，我们可以将云计算服务划分为以下层次：软件即服务（Software as a Service，SaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS）、基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）。
SaaS为用户提供可以直接使用的应用软件，用户只需管理、维护自己的业务数据。这种应用一般基于浏览器，针对某一项特定的功能，用户只需要进行一些设定就可以使用。PaaS为用户提供一个托管平台，用户可以将他们所开发的应用软件托管到云平台中，并管理、维护自己的应用程序。一旦用户的应用软件开发和部署完成，其涉及的基础设施维护管理工作都将由平台负责。IaaS为用户提供虚拟机操作系统，或是底层的、接近于直接操作硬件资源的服务接口。通过基础设施服务，用户可以直接获得计算和存储能力，在理论上几乎不受限制。
二、云计算在全球教育中的应用
（一）面向公众的云计算服务
当前，云计算早已不是一个虚拟的概念，而是实际存在的商业服务，而且越来越发达。亚马逊的弹性计算云（EC2）可以提供多达11种规格的虚拟机，通过Web服务接口，用户能够像使用物理计算机一样，安装配置多种操作系统，加载各种应用软件，并按照机器每小时的实际使用量付费；S3云服务（简单存储服务），可用于存储和检索任意数量的数据，用户通过Web服务接口可在任何时间，从任何地方存取数据，并按照实际存储量付费。
谷歌公司的Google App Engine（GAE）云计算平台，可以让用户在谷歌的分布式基础设施上运行网络应用程序。不同于EC2提供的虚拟机环境，GAE提供了一个便于开发和部署Web应用的托管平台，用户在GAE的专有框架下开发应用软件，而不是直接使用底层的虚拟机系统。因此，GAE的用户只需要专注于业务逻辑的实现，而不需要关心物理资源的分配、监控和动态伸缩。
我国也已经出现了面向公众的云计算服务，如中国电信-天翼云（http：//cloud.189.cn）、华为云服务（http：//www.hwclouds.com）等。
（二）教育领域的云计算服务
教育机构如何利用云计算服务？以大学为例，一所大学的IT服务支持部门需要为学生、教职员工提供各类软件（如电子邮件、操作系统、生产力应用软件等）和硬件（如PC、服务器等）；为科研人员提供特殊的软件和硬件，以满足研究工作所需的大规模数据处理和计算；为Web开发人员编写和托管Web应用程序提供开发工具和运行环境。
如图1所示，在实现校园云计算服务后，学生、教职工可以使用SaaS和IaaS服务，这些服务将通过瘦客户端访问（通常基于浏览器，甚至是移动设备），以在线的方式在SaaS云端服务器上运行应用软件，对于磁盘存储空间及计算设备的需求则可以通过IaaS在云端提供。对于应用软件开发人员，可以通过PaaS服务以在线的方式获得应用开发所需的工具软件和部署应用软件所需的主机环境。另外，IaaS服务可以提供额外服务器容量，以满足科研人员对大规模数据处理和计算能力的需求。
在西方世界尚未完全摆脱全球经济危机的大背景下，各国政府对教育领域的资金投入普遍减少。一些囊中羞涩的教育机构发现云计算可以为他们带来巨大的效益，这源自于云计算所具有的灵活性，以及按需支付的成本结构。
IT领域的技术创新始终处于高速发展的状态，对软硬件系统不断更新的需求是产生预算压力的一个重要因素，对于处在资金困难时期的教育机构更是如此，云计算服务的出现，为他们提供了一个机遇，用能够负担的成本跟上IT技术更新和应用需求的发展。一家国外咨询公司开展的调查也印证了这一事实，超过半数的受访教育机构正在使用云计算服务，控制成本、提高效率是最大的驱动力，其他驱动因素还包括：更强的业务灵活性，易于配置和管理，在任何时间任何位置都可以访问关键业务应用程序等。 由于IT基础设施的缺乏以及无力应付硬件和软件的不断升级，一些非洲的教育机构转而采用云计算服务。谷歌已经在东非的教育市场获得成功，通过与卢旺达国立大学、基加利教育学院、内罗毕大学、毛里求斯大学等东非教育机构的合作，谷歌向学生提供Gmail、谷歌日历、谷歌Talk、谷歌Docs和Spreadsheets等谷歌云服务。这些云计算服务不仅可以降低IT成本，还使得教育比以往更有效率。
高等教育机构总是试图通对软件和硬件设施的升级吸引学生，并跟上数字技术的迅速发展。云计算服务可以帮助高等教育机构以合理的价格实现这一目标。例如，在加州大学伯克利分校，一个关于SaaS应用开发和部署的课程非常受欢迎。这个课程本身就需要有大量的服务器作为支撑，通过从亚马逊获得的EC2服务捐赠，加州大学伯克利分校将该课程从自有基础设施迁移到亚马逊EC2云服务，其原因就是EC2可以在短短的几分钟内提供足够数量的服务器。
另一个例子是威斯康星州医学院的生物技术和生物工程中心通过租用谷歌云计算平台服务器，使世界各地的科学家都能够参与到蛋白质研究项目中。谷歌云计算平台强大的处理能力，为确定元素组成和化学结构的蛋白质组数据流分析提供了以往无法想象的大量计算资源，这使得对实验数据的分析变得比以往更精细全面，花费更低。
（三）云计算服务在中国的应用
中国教育信息化正在迈入云计算时代，典型的一个例子是中国教育管理信息化项目。中国地缘辽阔，存在中央、省、市、县、乡多级教育体系，庞大的机构与师生规模使得管理信息系统的部署与使用非常复杂。中国教育管理信息化项目在对教育资源服务需求进行分析，对各种教育资源需求量进行估算的基础上，将资源需求归纳为服务器资源需求、网络访问需求和数据存储需求三大类。为了最大限度地节约成本，中国教育管理信息化项目由中央一级的教育机构集中采购通用服务器、存储阵列、各种应用软件系统，构建中央及各省的两级数据中心。云计算的理念之一就是服务，根据中央和各省教育机构对软硬件的需求，项目采用云计算IaaS方式暨基础设施服务模式，为中央和各省教育机构提供服务。各省教育机构通过本地的数据中心对数据进行采集、处理，中央数据中心承担着全国数据汇总与决策管理工作；采用云计算SaaS的方式构建各类管理信息系统，由中央教育机构统一组织开发，配发给各地部署使用。这种做法有以下三点优势：一是各级用户无需再投入人力、物力采购物理设备及应用软件，只需要接入网络，节省了大量的成本；二是统一开发，统一运维，降低了业务复杂度，提高了业务监管的水平；三是通过采用云计算方式，资源得到了充分利用，各种资源基本做到按需分配，并能够根据用户对资源的实际使用量，对资源进行动态调度。
三、思考与展望
云计算是一种新兴的大规模互联网IT服务，人们必然会有一些对其技术成熟度的担忧。首先，底层的IT资源完全处于外部供应商的控制之下，许多内部IT管理者对此持谨慎态度，这不仅仅关乎性能和可用性，还涉及对信息安全和隐私保护的担忧。例如，有机构就曾向美国联邦贸易委员会投诉，谷歌的云计算安全标准没有加密服务器存储的信息。其次，厂商锁定问题也非常值得关注，许多云服务提供商提供的服务均需通过专有的API，计算互操作性论坛等一些组织正努力尝试解决这个问题。
尽管存在种种疑虑，但还是有越来越多的教育机构选择云计算。除了因全球经济衰退而导致的囊中羞涩外，云计算资源置备的灵活性和合理的成本结构可以为使用者带来实实在在的价值。毫无疑问，随着技术的成熟和相关法律制度的健全，云计算终将会跨越种种障碍，成为未来的发展趋势。
编辑 许方舟