云計算與高校教學教育資源整合

摘要:做為近幾年被幾大公司熱推的概念，云計算開始進入越來越多人的視線。云計算將計算和存儲集中到網絡中，讓本地應用程序和客戶端簡單到只有一個支持腳本的瀏覽器， 使個人計算機的性能最小化，功能最大化。而這種對資源進行分配的方式正是高校教學資源整合所需要的。本文作為云計算應用于教育的介紹性文章，將云計算的概念引入了高校教學資源整合當中，提出 了這一應用的實施方案，并對未來云計算在教育的應用進行了展望。
　　關鍵詞:云計算;教學資源
　　
　　一、云計算的概念
　 　
　　云計算(Cloud Computing)是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的發 展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算 的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業數據中心的運行將更與互聯網相似。這使得企業能夠將資源切換到 需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。
　　要理解云計算，首先需要了解應用程序的發展歷史。對于一臺連接到互聯網的計算機，它所能使用的應用程序傳統上分為 兩種：一種是本地應用程序，是指使用本地CPU和硬盤資源，在本機進行計算和存儲的應用程序，如MS word，excel；一種是網絡應用程序，是指使用網絡上的服務器進行存儲和計算的應用程序，如基于web的郵件系統或者是搜索引擎。然而隨著web技 術的發展，網絡應用越來越復雜，傳統的瀏覽器和html語言已經漸漸難以滿足所有的應用。瀏覽器先是加入出現了對支持腳本語言（java script或 vbscript）的支持，隨后又出現了所謂的胖客戶端，即專用的不基于現有瀏覽器或者是以現有瀏覽器為核心進行進一步開發的web應用客戶端。本地應用 的復雜化和胖客戶端的出現，對個人電腦性能的要求越來越高，并且這一發展速度遠遠高于個人電腦的淘汰率。這使得：一方面一些舊的但仍在使用的電腦收到的局 限越來越大，甚至提前被淘汰；另一方面一些專業的應用甚至會復雜到需要最高性能的個人電腦來處理，相應的也要付出更多的成本。而云計算的概念正是將計算和 存儲集中到網絡中，讓本地應用程序和胖客戶端簡單到只有一個支持腳本的瀏覽器，使個人計算機的性能最小化，功能最大化。
　　云計算一般來講有一 下幾種形式：
　　（一） SAAS(軟件即服務)
　　這種類型的云計算通過瀏覽器把程序傳給成千上萬的用戶。在用戶眼中看來，這樣會 省去在服務器和軟件授權上的開支;從供應商角度來看，這樣只需要維持一個程序就夠了，這樣能夠減少成本。Salesforce.com是迄今為止這類服務 最為出名的公司。SAAS在人力資源管理程序和ERP中比較常用。 Google Apps和Zoho Office也是類似的服務
　　（二） 實用計算(Utility Computing)
　　這個主意很早就有了，但是知道最近才在Amazon.com、Sun、IBM和其它提供存 儲服務和虛擬服務器的公司中新生。這種云計算是為IT行業創造虛擬的數據中心使得其能夠把內存、I/O設備、存儲和計算能力集中起來成為一個虛擬的資源池 來為整個網絡提供服務。
　　（三）網絡服務
　　同SAAS關系密切，網絡服務提供者們能夠提供API讓開發者能夠開發更多基于互聯網 的應用，而不是提供單機程序。
　　（四）平臺即服務
　　另一種SAAS，這種形式的云計算把開發環境作為一種服務來提供。你可以使用 中間商的設備來開發自己的程序并通過互聯網和其服務器傳到用戶手中。
　　（五）MSP(管理服務提供商)
　　最古老的云計算運用之 一。這種應用更多的是面向IT行業而不是終端用戶，常用于郵件病毒掃描、程序監控等等。
　　（六） 商業服務平臺
　　SAAS和 MSP的混合應用，該類云計算為用戶和提供商之間的互動提供了一個平臺。比如用戶個人開支管理系統，能夠根據用戶的設置來管理其開支并協調其訂購的各種服 務。
　　（七） 互聯網整合
　　將互聯網上提供類似服務的公司整合起來，以便用戶能夠更方便的比較和選擇自己的服務供應商。
二、高校教學資源現狀
　　
　　教學資源是教學工作開展的基礎，包括基礎設施和師資。進行教學資源的整合則有利于更加合理、高效的使用 教學資源，促進教學質量的提高。在高校間開展教學資源的整合，既可以應對高校擴招所形成的對教學資源需求的持續增長與教育投入增長不足、教學資源相對短缺所形成的矛盾，又可以提高優質教 學資源的利用率，讓更多的大學生獲得優質的受教育機會。
　　然而現在國內的高校教育總體來說存在著幾方面的問題：
　　教學資源分布不 均：著名大學有更好的資源，包括教授，實驗室和電腦設備。而對于大部分地方院校，由于資金來源有限，往往面臨著設備老化，實驗室資源不足等狀況
　 　教學資源更新成本高，更新速度慢：技術飛速進步往往要求學校能夠為學生提供最新的實驗室和電腦設備，而相應的需要更多的成本，這給院校帶來了很大的壓 力。
　　教學資源共享程度低：近些年遠程教育和網絡教 育的發展，以及高校課程聯合范圍的擴大，使得課程資源在一定程 度和一定范圍內實現了整合。然而對于硬件資源仍然無法實現整合。
　　這些問題一方面造成了重復的教育資源投入，另一方面擴大了教學質量的差異。 因此如何對教學資源進行最大程度，最大范圍的整合，成了減少教學成本，提高教學質量，加快國內高校教育水平的首要問題。
　　
　　三、 應用云計算整合教學資源
　　
　　云計算的提出，最 小化了終端設備的需求，在一個云計算的網絡中，不僅僅是教學課堂，甚至于個人電腦，實驗室都可以從“云”中獲得，在“云”中存儲，而學校需要的只是提供給 學生可以運行瀏覽器的最簡單的終端設備（使用開源系統的個人電腦，OLPC，甚至支持無線局域網的掌上設備）和網絡，就能讓所有高校的學生隨時隨地進行學 習，資料處理和實驗。
　　近年來信息技術的發展使得現代高 等教育發生了很大的變化。遍布全國的教育網絡和高速的教育網國際出口使得學校有更多的機會同其他院校進行交流；網絡中心在各大院校的發展，用于教學和研究 的高性能服務器的架設讓很多院校具備了很強的信息處理能力。同時由開源軟件，開放的標準，開放的數據訪問和開放科研的理念發展而來了開放的教育內容，這些 教學內容包含了從課程數據（課件，映像）到互動的教學社區。良好的網絡基礎設施加上初步的資源共享，這些都為云計算的應用打下了基礎。
　　
　　由于需要的網絡規模和資源協調的限制，目前云計算主要是由幾個大公司倡導和實施，并且大部分應用于商業目的，有少 數的針對教育的項目也僅僅是停留在使用公司的計算資源。如果直接采用現有的云計算方案，固然短期成本低，實施簡單，但是原有教育資源的移植和高校原有的計 算能力的處理將會成為主要的問題。所以在現有的教育網絡上部署云將是一種可行的選擇。
　　這種部署方式大致包含如下的步驟：對現有教學資源進行 面向服務的封裝或者改造。這是一項許多院校都正在進行的工作；建設新的提供基本應用服務的計算和數據中心。如教學系統，新的虛擬實驗室系統，應用程序服務 器等；在由1和2構成的基礎設施的上進行抽象，應用虛擬技術將資源進行分配。同時建設虛擬的云接入點（cloud protal），讓不同的高校都能夠最快的登錄到云
　　
　　四、困難與展望
　　
　　作為新興的概念，云計算迄今 還沒有統一的標準和實現方式，如何在現有的教育網絡上進行基于云的資源整合還存在著以下的一些困難和問題：
　　如何對現有資源進行規劃。在現有 的教學資源中必定有很大一部分重復的資源，對這些資源是全部加以利用然后按照院校進行分類，還是進行取舍然后集中加入到云中？
　　對于增加新的 應用程序服務器和虛擬實驗室，需要資金的支持；
　　支持云結構的虛擬服務器和接入服務器的設置問題。
　　盡管有各種各樣的問題和困 難，作為整合教育資源的有力手段，云計算必然會在高等院校和教育網絡中有越來越多的應用。