摘 要：教育信息化在促進(jìn)教育普及，實(shí)現(xiàn)教育公平，提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)環(huán)境，提升教師專業(yè)能力，提高教育管理效率方面有重大作用。云計算是信息化未來的支撐技術(shù)之一，影響著全球信息化的形態(tài)。云計算應(yīng)用的不斷深入必然會對全球教育發(fā)展產(chǎn)生重要影響，主要體現(xiàn)在能以更低的成本、更廣的范圍加速教育行業(yè)中信息技術(shù)的應(yīng)用方面，云計算還加快了新教育理念在全球范圍內(nèi)的傳播與碰撞。

關(guān)鍵詞：云計算；教育信息化；云服務(wù)

一、關(guān)于云計算的描述

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從大型主機(jī)（Main Frame）、個人計算機(jī)（Personal Computer）、客戶機(jī)/服務(wù)器（Client /Server）計算模式，到今天互聯(lián)網(wǎng)計算模式的演變。我們有幸經(jīng)歷了這一過程，從20世紀(jì)80年代大型主機(jī)的啞終端使用方式，到今天流行的互聯(lián)網(wǎng)Web應(yīng)用模式，個人電腦、移動設(shè)備、智能手機(jī)的擁有量正以前所未有的速度增長，這些變化主要得益于互聯(lián)網(wǎng)，尤其是Web2.0的發(fā)展。這些計算能力有限的輕量化設(shè)備正逐漸蛻化為終端的角色，計算需求更多地依賴于通過互聯(lián)網(wǎng)連接的遠(yuǎn)程服務(wù)器資源。自此，業(yè)界提出了“云計算”的概念。全球管理咨詢公司麥肯錫開展的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，目前至少有22個獨(dú)立闡述的云計算定義，業(yè)界尚難形成一個公認(rèn)的云計算定義。盡管如此，無論從何種角度出發(fā)闡述，云計算總是有如下兩個共性：第一，服務(wù)是云計算的主要交付形式。計算資源、存儲資源和應(yīng)用軟件資源均以服務(wù)的形式提供，使用者按需分配并使用這些資源，而不再是直接采購軟硬件系統(tǒng)。第二，網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)云計算的基礎(chǔ)。云計算是伴隨互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步而發(fā)展的，云計算時代的用戶離不開網(wǎng)絡(luò)，云計算作為一種服務(wù)，只能建立在通暢、可靠的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上。

由于互聯(lián)網(wǎng)龐大、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，人們習(xí)慣將互聯(lián)網(wǎng)上的資源用云團(tuán)標(biāo)識，而通過互聯(lián)網(wǎng)直接獲取計算資源、存儲資源和應(yīng)用軟件資源的服務(wù)也就被稱為云計算。

按照目前比較流行的說法，我們可以將云計算服務(wù)劃分為以下層次：軟件即服務(wù)（Software as a Service，SaaS）、平臺即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service，IaaS）。

SaaS為用戶提供可以直接使用的應(yīng)用軟件，用戶只需管理、維護(hù)自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。這種應(yīng)用一般基于瀏覽器，針對某一項(xiàng)特定的功能，用戶只需要進(jìn)行一些設(shè)定就可以使用。PaaS為用戶提供一個托管平臺，用戶可以將他們所開發(fā)的應(yīng)用軟件托管到云平臺中，并管理、維護(hù)自己的應(yīng)用程序。一旦用戶的應(yīng)用軟件開發(fā)和部署完成，其涉及的基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)管理工作都將由平臺負(fù)責(zé)。IaaS為用戶提供虛擬機(jī)操作系統(tǒng)，或是底層的、接近于直接操作硬件資源的服務(wù)接口。通過基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，用戶可以直接獲得計算和存儲能力，在理論上幾乎不受限制。

二、云計算在全球教育中的應(yīng)用

（一）面向公眾的云計算服務(wù)

當(dāng)前，云計算早已不是一個虛擬的概念，而是實(shí)際存在的商業(yè)服務(wù)，而且越來越發(fā)達(dá)。亞馬遜的彈性計算云（EC2）可以提供多達(dá)11種規(guī)格的虛擬機(jī)，通過Web服務(wù)接口，用戶能夠像使用物理計算機(jī)一樣，安裝配置多種操作系統(tǒng)，加載各種應(yīng)用軟件，并按照機(jī)器每小時的實(shí)際使用量付費(fèi)；S3云服務(wù)（簡單存儲服務(wù)），可用于存儲和檢索任意數(shù)量的數(shù)據(jù)，用戶通過Web服務(wù)接口可在任何時間，從任何地方存取數(shù)據(jù)，并按照實(shí)際存儲量付費(fèi)。

谷歌公司的Google App Engine（GAE）云計算平臺，可以讓用戶在谷歌的分布式基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。不同于EC2提供的虛擬機(jī)環(huán)境，GAE提供了一個便于開發(fā)和部署Web應(yīng)用的托管平臺，用戶在GAE的專有框架下開發(fā)應(yīng)用軟件，而不是直接使用底層的虛擬機(jī)系統(tǒng)。因此，GAE的用戶只需要專注于業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，而不需要關(guān)心物理資源的分配、監(jiān)控和動態(tài)伸縮。

我國也已經(jīng)出現(xiàn)了面向公眾的云計算服務(wù)，如中國電信-天翼云（http：//cloud.189.cn）、華為云服務(wù)（http：//www.hwclouds.com）等。

（二）教育領(lǐng)域的云計算服務(wù)

教育機(jī)構(gòu)如何利用云計算服務(wù)？以大學(xué)為例，一所大學(xué)的IT服務(wù)支持部門需要為學(xué)生、教職員工提供各類軟件（如電子郵件、操作系統(tǒng)、生產(chǎn)力應(yīng)用軟件等）和硬件（如PC、服務(wù)器等）；為科研人員提供特殊的軟件和硬件，以滿足研究工作所需的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和計算；為Web開發(fā)人員編寫和托管Web應(yīng)用程序提供開發(fā)工具和運(yùn)行環(huán)境。

如圖1所示，在實(shí)現(xiàn)校園云計算服務(wù)后，學(xué)生、教職工可以使用SaaS和IaaS服務(wù)，這些服務(wù)將通過瘦客戶端訪問（通?；跒g覽器，甚至是移動設(shè)備），以在線的方式在SaaS云端服務(wù)器上運(yùn)行應(yīng)用軟件，對于磁盤存儲空間及計算設(shè)備的需求則可以通過IaaS在云端提供。對于應(yīng)用軟件開發(fā)人員，可以通過PaaS服務(wù)以在線的方式獲得應(yīng)用開發(fā)所需的工具軟件和部署應(yīng)用軟件所需的主機(jī)環(huán)境。另外，IaaS服務(wù)可以提供額外服務(wù)器容量，以滿足科研人員對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和計算能力的需求。

在西方世界尚未完全擺脫全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的大背景下，各國政府對教育領(lǐng)域的資金投入普遍減少。一些囊中羞澀的教育機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)云計算可以為他們帶來巨大的效益，這源自于云計算所具有的靈活性，以及按需支付的成本結(jié)構(gòu)。

IT領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新始終處于高速發(fā)展的狀態(tài)，對軟硬件系統(tǒng)不斷更新的需求是產(chǎn)生預(yù)算壓力的一個重要因素，對于處在資金困難時期的教育機(jī)構(gòu)更是如此，云計算服務(wù)的出現(xiàn)，為他們提供了一個機(jī)遇，用能夠負(fù)擔(dān)的成本跟上IT技術(shù)更新和應(yīng)用需求的發(fā)展。一家國外咨詢公司開展的調(diào)查也印證了這一事實(shí)，超過半數(shù)的受訪教育機(jī)構(gòu)正在使用云計算服務(wù)，控制成本、提高效率是最大的驅(qū)動力，其他驅(qū)動因素還包括：更強(qiáng)的業(yè)務(wù)靈活性，易于配置和管理，在任何時間任何位置都可以訪問關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用程序等。

由于IT基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏以及無力應(yīng)付硬件和軟件的不斷升級，一些非洲的教育機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)而采用云計算服務(wù)。谷歌已經(jīng)在東非的教育市場獲得成功，通過與盧旺達(dá)國立大學(xué)、基加利教育學(xué)院、內(nèi)羅畢大學(xué)、毛里求斯大學(xué)等東非教育機(jī)構(gòu)的合作，谷歌向?qū)W生提供Gmail、谷歌日歷、谷歌Talk、谷歌Docs和Spreadsheets等谷歌云服務(wù)。這些云計算服務(wù)不僅可以降低IT成本，還使得教育比以往更有效率。

高等教育機(jī)構(gòu)總是試圖通對軟件和硬件設(shè)施的升級吸引學(xué)生，并跟上數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展。云計算服務(wù)可以幫助高等教育機(jī)構(gòu)以合理的價格實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。例如，在加州大學(xué)伯克利分校，一個關(guān)于SaaS應(yīng)用開發(fā)和部署的課程非常受歡迎。這個課程本身就需要有大量的服務(wù)器作為支撐，通過從亞馬遜獲得的EC2服務(wù)捐贈，加州大學(xué)伯克利分校將該課程從自有基礎(chǔ)設(shè)施遷移到亞馬遜EC2云服務(wù)，其原因就是EC2可以在短短的幾分鐘內(nèi)提供足夠數(shù)量的服務(wù)器。

另一個例子是威斯康星州醫(yī)學(xué)院的生物技術(shù)和生物工程中心通過租用谷歌云計算平臺服cM0RTEqCGNP04CWsXTCKhmRczBdL0zjTEsOgmWUtVDM=務(wù)器，使世界各地的科學(xué)家都能夠參與到蛋白質(zhì)研究項(xiàng)目中。谷歌云計算平臺強(qiáng)大的處理能力，為確定元素組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)流分析提供了以往無法想象的大量計算資源，這使得對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析變得比以往更精細(xì)全面，花費(fèi)更低。

（三）云計算服務(wù)在中國的應(yīng)用

中國教育信息化正在邁入云計算時代，典型的一個例子是中國教育管理信息化項(xiàng)目。中國地緣遼闊，存在中央、省、市、縣、鄉(xiāng)多級教育體系，龐大的機(jī)構(gòu)與師生規(guī)模使得管理信息系統(tǒng)的部署與使用非常復(fù)雜。中國教育管理信息化項(xiàng)目在對教育資源服務(wù)需求進(jìn)行分析，對各種教育資源需求量進(jìn)行估算的基礎(chǔ)上，將資源需求歸納為服務(wù)器資源需求、網(wǎng)絡(luò)訪問需求和數(shù)據(jù)存儲需求三大類。為了最大限度地節(jié)約成本，中國教育管理信息化項(xiàng)目由中央一級的教育機(jī)構(gòu)集中采購?fù)ㄓ梅?wù)器、存儲陣列、各種應(yīng)用軟件系統(tǒng)，構(gòu)建中央及各省的兩級數(shù)據(jù)中心。云計算的理念之一就是服務(wù)，根據(jù)中央和各省教育機(jī)構(gòu)對軟硬件的需求，項(xiàng)目采用云計算IaaS方式暨基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)模式，為中央和各省教育機(jī)構(gòu)提供服務(wù)。各省教育機(jī)構(gòu)通過本地的數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，中央數(shù)據(jù)中心承擔(dān)著全國數(shù)據(jù)匯總與決策管理工作；采用云計算SaaS的方式構(gòu)建各類管理信息系統(tǒng)，由中央教育機(jī)構(gòu)統(tǒng)一組織開發(fā)，配發(fā)給各地部署使用。這種做法有以下三點(diǎn)優(yōu)勢：一是各級用戶無需再投入人力、物力采購物理設(shè)備及應(yīng)用軟件，只需要接入網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了大量的成本；二是統(tǒng)一開發(fā)，統(tǒng)一運(yùn)維，降低了業(yè)務(wù)復(fù)雜度，提高了業(yè)務(wù)監(jiān)管的水平；三是通過采用云計算方式，資源得到了充分利用，各種資源基本做到按需分配，并能夠根據(jù)用戶對資源的實(shí)際使用量，對資源進(jìn)行動態(tài)調(diào)度。

三、思考與展望

云計算是一種新興的大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)IT服務(wù)，人們必然會有一些對其技術(shù)成熟度的擔(dān)憂。首先，底層的IT資源完全處于外部供應(yīng)商的控制之下，許多內(nèi)部IT管理者對此持謹(jǐn)慎態(tài)度，這不僅僅關(guān)乎性能和可用性，還涉及對信息安全和隱私保護(hù)的擔(dān)憂。例如，有機(jī)構(gòu)就曾向美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會投訴，谷歌的云計算安全標(biāo)準(zhǔn)沒有加密服務(wù)器存儲的信息。其次，廠商鎖定問題也非常值得關(guān)注，許多云服務(wù)提供商提供的服務(wù)均需通過專有的API，計算互操作性論壇等一些組織正努力嘗試解決這個問題。

盡管存在種種疑慮，但還是有越來越多的教育機(jī)構(gòu)選擇云計算。除了因全球經(jīng)濟(jì)衰退而導(dǎo)致的囊中羞澀外，云計算資源置備的靈活性和合理的成本結(jié)構(gòu)可以為使用者帶來實(shí)實(shí)在在的價值。毫無疑問，隨著技術(shù)的成熟和相關(guān)法律制度的健全，云計算終將會跨越種種障礙，成為未來的發(fā)展趨勢。

編輯 許方舟