淺談云計算在計算機專業(yè)教學中的應用

2013-12-29 00:00:00劉婷婷

電腦知識與技術 2013年12期

摘要：IT行業(yè)發(fā)展到現在，已經經歷了巨大的變化，從剛開始笨拙的大型計算機到現在高度集成化的微型計算機，它都讓我們感到了科技的進步與時代的變遷；那么現階段IT的發(fā)展趨勢將會是什么，答案就是云計算。云計算作為一種新的商業(yè)計算模式，為我國教育信息化建設提供了新的思路。該文通過介紹云計算的定義和特點，分析云計算的優(yōu)劣勢。提出教育將是云計算的重點應用領域和發(fā)展趨勢。最后探討針對目前計算機專業(yè)教學中存在的困難，如何將云計算應用在計算機專業(yè)的教學中。

關鍵詞：云計算；計算機；教學設計；輔助教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）12-2850-02

IBM公司在2007年年底提出了一個新的概念——云計算，云計算是在分布式計算、網格計算和效用計算的基礎上提出的，云計算可以降低計算成本，另外還可以提供高用性計算和可擴展計算。云計算提供了一種新的商業(yè)計算模式，為計算機專業(yè)教學提供了新的思路。

1 云計算相關理論

1.1 云計算的定義

什么是云計算，云計算（cloud computing）的定義是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源。云是互聯網網絡的一種形象比喻的說法。云計算的定義可以分為狹義云計算定義和廣義云計算定義，其中狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關，也可是其他服務。由此可見，狹義云計算出售的是有形產品，（如：設施），而廣義云計算出售的是無形產品（如：服務）。云計算提出后意味著無形的計算能力也可以成為一種商品，并且這種產品還可以通過互聯網進行銷售。

1.2 云計算的特點

首先，云計算的最主要特點就是資源虛擬化并將虛擬后的資源加以自動管理和配置。虛擬化是云計算的主要特征，它實現了計算機軟件和計算機硬件的分離。利用此技術可以將資源分享給不同的用戶，另外資源的放置、管理與分配對用戶都是透明的。

其次，云計算還可以根據用戶的需求提供彈性服務。通過云計算技術，用戶的服務規(guī)模可快速伸縮，從而自動適應業(yè)務負載的動態(tài)變化，這樣就可以避免因為服務器性能的過載或冗余而導致的服務質量下降或資源的浪費。

再次，云計算具有高可靠性和高可用性。在使用的時候，云計算系統(tǒng)通過數據冗余技術和分布式存儲技術來提高數據的可靠性。另外，云計算系統(tǒng)可以自動檢測服務器中的失效節(jié)點，并且自動將失效節(jié)點排除，這樣就可以不影響系統(tǒng)的正常運行。

最后，使用云計算技術后，用戶可以按需服務從而降低用戶的成本。云計算按需提供服務，用戶可以選擇按需付費的模式。運營商以服務的形式為用戶提供應用程序、開發(fā)平臺、基礎設施等資源，這樣用戶就可以不用購置軟硬件等基礎設施從而為用戶節(jié)省了軟硬件購置和運維費用，并且用戶可以根據需要定制、修改服務，提高了用戶的資金利用效率。

2 云計算在計算機專業(yè)教育中的應用

就目前來說，云計算應用已經在清華大學、中科院等單位得到了初步應用，并取得了很好的應用效果。在未來，云計算將在我國科研領域與高校得到廣泛的應用普及，各大高校將根據自身研究與技術領域的需求來建立云計算應用平臺，各大科研機構也會對各下屬研究所的服務器與存儲資源加以有機整合，提供高效率并且可復用的云計算應用平臺，為教學與科研工作提供強大的計算機軟硬件資源，進而大大提高教學與研發(fā)工作效率。

2.1 計算機專業(yè)教育的現狀

就目前來說，國內的職業(yè)教育總體來說存在著以下幾方面的問題：

第一，教學資源分布不均：這些跟各大院校所處的位置相關，如在東南部經濟較發(fā)達，東南部的職業(yè)院校就有更好的硬件教學資源（如實驗室，電腦設備等），還跟各大院校的名氣有關，知名的職業(yè)院校往往比不知名的職業(yè)院校獲得的關注度高，所以知名的職業(yè)院校也擁有更好的軟件教學資源（如：教師更愿意待在知名的職業(yè)院校中）。

第二，教學資源更新成本高：隨著科技的飛速發(fā)展，IT技術也在不斷進步，計算機教學對硬件教學資源（實驗室和電腦設備）的要求不斷提高，各大院?；久績赡甓夹枰獙@些實驗室和電腦設備更新換代，而這些都需要資金成本，從而給各個職業(yè)院校的經濟造成壓力。

第三，教學資源共享程度低：近年來隨著Internet的發(fā)展，各大職業(yè)院校都開設了網絡教育和遠程教育，并且還把本院校內部的相關課程合并起來，這樣就使得軟件教學資源在一定范圍和程度上得到了整合。但是由于距離的關系，硬件資源還是重復利用居多。這個問題造成了互相矛盾的兩方面后果：一方面各大職業(yè)院校硬件教育資源重復投入；另一面這些教學資源分布的差異化越來越大導致教師教學質量的差異化也越來越大。因此，怎樣將這些教學資源進行最大化的合并利用，成了減少各大院校教學成本，縮短各大院校教學質量差異并且提高各大院校教學質量的最大問題。

2.2 云計算在計算機專業(yè)教育中的應用

云計算的提出可以將教學中對實驗室電腦設備的要求最小化。因為，在一個云計算的網絡中，這些教學課堂，實驗室，甚至電腦設備都可以從云計算的網絡中獲得，而各大職業(yè)院校之需要提供給學生最簡單的電腦終端設備和互聯網，學生可以通過電腦終端上的瀏覽器通過互聯網使用云計算網絡中的實驗室。這樣不但可以節(jié)省各大院校的設備成本，還可以讓學生隨時隨地的利用網絡學習，實驗和資料處理。

云計算需要大規(guī)模的網絡，另外對于資源協調也有一定的限制，所以目前倡導和實施云計算的主要都是幾個大公司。由于云計算的資金成本較高，所以現在云計算的大部分項目都是以商業(yè)目的為主的應用，僅有少數是針對教育的。就是這少數的針對教育的項目也是在使用大公司的計算機資源的基礎上實施的。如果采用現有的云計算方案雖然實施起來更簡便，也可以降低短期的實施成本，但就長遠來看，這卻造成了原有硬件教育資源的浪費。所以各大職業(yè)院校想在現有的硬件教育資源和教育網絡上部署云計算的應用將要面臨一道選擇題。

這種部署方式大致包含如下的步驟：

第一，也是現在許多職業(yè)院校正在進行的工作：對各大院校現有的教學資源進行改造，整合。

第二，建設一個新的設備中心，這個中心只需要提供最基本的應用服務，如：終端（可以接入云計算網絡的），在此終端上可以運行教學系統(tǒng)，可以訪問虛擬實驗室系統(tǒng)和應用服務其等。

第三，對各大職業(yè)院校的基礎設施（即設備中心）進行抽象，運用虛擬技術將各個院校的教學資源進行重新分配，同時為各個設備中心建立虛擬的云接入點（cloud protal），讓它都能以最快的速度登陸到云計算網絡。（如圖1）。

3 結束語

云計算在計算機教學中的應用是一個長期的過程，在實施云計算的過程中首先一定要注意控制成本，避免將攤子鋪的太大導

致最后沒有辦法實施完，造成虎頭蛇尾現象；在實施的時候一定要以點帶面，先從一個試點開始，慢慢蔓延到整個地區(qū)甚至是全國；在此過程中一定要得到領導的重視。

參考文獻：

[1] 王琦.淺談網絡教育的利與弊[J].大眾科學·科學研究與實踐，2008，17.

[2] 尹小明.淺談網絡教育的利與弊[J].通信世界，2009，13.

[3] 趙曉濤.“云計算反病毒”二合一[N].網絡世界，2008-06-09（36）.

[4] 黎加厚.云計算輔助教學[M].上海：上海教育出版社，2010.