云計算技術在高校教育信息化建設中的應用

摘 要

本文主要闡述了信息化教育平臺的現狀，并分析了云計算技術在高校教育信息化建設中優勢，針對當前的現狀及未來的發展模式，構建出了云計算技術在高校教育信息化服務平臺的技術構架，從而促進高校教育信息化建設的發展。

【關鍵詞】云計算技術 高校教育 信息化建設

隨著云計算技術的不斷成熟，高校也將云計算技術應用到其信息化建設當中來，并且隨著云計算技術的不斷成熟和發展，也讓該技術在高校教育中發揮出了其特有的作用。云計算技術在高校信息化建設及應用中也逐步普及起來，對高校教育的支撐和發展也產生了積極的影響。

1 教育信息化云服務的特點及發展模式

1.1 教育信息化云服務平臺

教育信息化云服務可以將高度虛擬化的云資源及海量的信息管理起來，并且將業務和數據整合起來，這是當前IT技術發展衍生的全新的教育信息化管理模式。以云計算為基礎，該種模式構建起的平臺有四個方面：第一個是基礎云構架，第二個是云應用系統，第三是服務系統，第四是學習門戶。云應用系統直接面對教育用戶，包括教師、學生、教育管理人員，為其提供教學、學習、搜索、資源應用等各類服務。教育信息化服務平臺還可以實現個性化需要，更有利于不同教育用戶對于信息服務的不同需求，滿足多種終端在任何時候的學習，讓學習不再受到時間和空間的限制。

1.2 教育信息化云服務的特點

1.2.1 社會化

媒體云的建立，將高校教育的資源進行了充分的整合，借助社會化平臺，實現了向社會化的拓展。

1.2.2 集約性

傳統的高校教育信息管理存在很多的局限性，特別是在信息互通方面，因此造成了資源的浪費，由于缺乏完整的數據，所以無法做到全面的業務分析，從而限制了高校信息管理服務的發展。傳統的信息管理模式采用的是管理驅動，各個業務系統需要在軟硬件各個方面進行投資才能實現協同的發展，從而造成了運營成本的增加，也限制了信息管理服務的發展。

1.2.3 專業性

教育信息化云服務平臺可以將整合的教育資源統計分析，可以為系統的改進提升指明方向，并且可以記錄教育用戶的學習過程，進行量化，加以分析，以便為其提供個性化服務。

1.3 云計算技術應用于高校教育管理信息服務發展模式研究

隨著信息技術的飛速發展，各個高校也與時俱進，不斷完善IT基礎設施和校園網絡等，信息化建設也逐步成熟，信息技術的不斷更新也推進了高校信息化的應用。傳統的IT基礎設施建設需要投入大量的資金，卻缺乏有效的利用，并且隨著信息系統的發展，對IT基礎設施的要求飛速增長，傳統模式難以滿足教育信息管理多元化的發展，也限制了信息化的進一步發展。云計算采用分布式和并行處理模式來對資源進行整合和存儲，以網絡為依托，為用戶提供更為快速、便捷、安全的數據存儲。作為新型的基礎設施交付和使用模式，為高校未來的教育信息管服務奠定了良好的基礎。

在云構架的校園網基礎設施的基礎上，采用Infrastructure as a Serice、Platform as a Serice、Soft as a Serice這三種云計算服務類型，實現了基礎網絡及資源的管理，并且有效的降低了高校教育信息化建設的成本。通過web或移動端應用軟件進行接入，SaaS可以向用戶提供云計算基礎設施上所運行的各類教育管理服務，而IaaS可以有效的將資源進行整合，其成員可以通過該網絡搜索所需要的存儲資源，PaaS作為中間件存在的，通過服務形式讓開發人員可以在其提供的基礎設施上進一步開發部署，不需要進一步購買，從而降低了后續的投資成本，并且為標準化奠定了基礎。

2 云計算技術在促進高校信息資源共享中的優勢

云計算通過網絡向用戶提供其所需要的平臺、資源，是一種新型的服務交付和使用模式，“云”中的資源可以按需使用，并且可以無限擴展。

2.1 云儲存技術可以提高高校信息資源共享能力

傳統的高校信息管理系統，各個位置的信息若要整合需要借助大量的人力物力，而云計算技術的出現，實現了對各個位置信息的整合，將信息上傳到云端后，進行集中管理和調度。這樣減少了資源的重復建設，節省了投資成本，實現了資源集中管理及共享。如Amazon公司借助Amazon Simple Storage Serice（即Amazon公司提供的網絡存儲服務，簡稱為S3），通過互聯網進行管理和訪問，用戶可以將資源信息放置于存儲云上，有效的降低了數據維護的成本。S3提供了調取資源信息的端口，用戶可以通過SOAP接口、REST或應用程序都可以實現對存儲數據資源的訪問及調取。

2.2 減少人力投資，降低硬件和軟件成本

云計算技術的應用實現了資源的整合，及信息的集中管理，不僅減少了人力投資，還有效的降低了高校信息化建設的成本，卻能滿足高校更多的信息管理需求。高校無需投入大規模資金來進行高校信息化的建設，轉而向供應商租用教育平臺即可實現對新服務的需求。

2.3 分布式計算技術和并行處理可提供強大的計算能力

信息資源數據上傳到云端后，云端對信息進行分塊、多副本備份存儲，這種方式叫做分布式存儲，用戶在對信息數據進行處理時，大規模的分布式存儲則可以實現大規模的并行計算。

MapReduce編程模型則是分布式計算技術，是由Hadoop Distributed File System和Google File System所開發和應用的。所有的數據資源上傳到虛擬的服務器上，通過多臺計算機協作完成對數據信息的分布式存儲，同時，云平臺支持異構接入，用戶只需要發出申請，平臺就可以根據申請靈活擴展，從而實現與最新信息的同步更新，這也為實現實時信息共享提供了保障。

2.4 提高數據的存儲安全endprint

云計算通過多種模式來保障其云端資源信息的安全性，如計算節點同構、數據多副本等等。云計算可以避免網絡超載，實現了分布式、異構信息資源的均衡負載。并且云計算還可以保障共享資源的安全，在日常工作中，可以通過冗余備份、容錯榮災等技術避免操作不當造成的資源破壞，也可以避免病毒入侵或硬件損壞造成的信息資源丟失等等。當前阿里巴巴、騰訊等大型互聯網公司及電信運營商都提供云服務，在確保用戶資源信息的安全方面，他們采取了很多措施，如數據加密、身份認證、冗余備份等技術都是來確保用戶資料信息的安全。

2.5 虛擬化技術可提高高校基礎設施利用率

云計算的核心是虛擬化技術，通過虛擬化技術來構建一個網絡、服務器、存儲的資源池，并且在云端實現動態的分配，實現了對硬件基礎設施的整合和高效利用，有效的降低了高校基礎設施的建設成本。

3 基于云計算技術的高等教育信息服務平臺構建

通過云計算構建的高校教育服務平臺不再受制于時間和地點，用戶只需要憑借管理權限或身份認證就可以隨時隨地的通過云計算提供的端口獲取云端的存儲信息資源。

高校教育的云計算服務平臺分為六個層面，實現了與基礎構架平臺的融合，使其具備了新的特點，以確保資源與硬件的管理同步化，為高校教育信息化提供更好的服務。

3.1 應用程序層

應用程序層的作用是為用戶提供程序軟件，以云平臺服務的形式通過Web瀏覽器就可以實現。用戶無論在任何時候，只要有需求時，就可以通過PC或移動端設備，以門戶管理的形式申請所需資源，數據中心接到請求后，就會根據用戶的需求快速做出響應，并智能的分配資源。并且資源的獲取不再局限于校內，只要是上傳到云端的資源都可以獲取。

3.2 服務層

高校教育云計算構建的平臺不僅便捷、快速，還保證了用戶資料數據的安全，用戶在將數據資料上傳到云端后，如果需要瀏覽，無論何時何地，只要有互聯網，就可以通過互聯網的終端設備訪問，云計算技術實現了整個學校數據資源的整合，用戶通過云計算提供的服務實現了對于全校資源數據的統一管理，并且對于高校師生的科研學習、教學管理、管理決策等都起到了巨大作用，以較低的投入成本，提供了快捷、高校、安全的服務。

3.3 中間件服務層

中間件服務層是基礎管理層與應用程序層之間的支持程序，用戶可以通過中間件服務層，根據自己的需求，來獲取一系列的應用開發、部署、運行等設置，還可以對相應的內容的訪問、身份認證、數據的存儲等方面進行個性化管理。如Spimple Queuing Serice（簡單消息列隊）和SimpleDB Dynamo框架（簡單數據庫管理）是由Amazon所提供的比較成熟實用的中間件服務，SQL、Live、NET服務和Dryad框架也是一個比較成熟的中間件服務，是有Window Azure Service Platform所提供的。Google也提供了比較成熟的中間層服務，其分布式數據庫、程序設計模式、分布式鎖機制實現了Map-Reduce的開源。

3.4 虛擬服務器層

硬件和軟件的分離的實現是有虛擬化技術所提供的，用戶在虛擬曾運行軟件的過程中，完全不需要考慮后臺的硬件。當一臺服務器資源超載時，通過虛擬化技術實現了資源的遷移。用戶可以向供應商租用虛擬機，實現對硬件資源的虛擬化，從而避免硬件的超載。

3.5 基礎管理層

基礎管理涉及的是存儲、虛擬主機、內存等，通過虛擬服務器層虛擬化，用戶不再需要購買物理設備，只需要租用相應的系統即可。基礎管理層也是云計算發揮作用的關鍵緩解，由三類軟件構成：虛擬化計算資源管理通過對硬件資源的管理來構架可信、分布式的資源結構部；中間件服務層遞交服務請求后由服務處理和控制以等級協議計算費用，通過虛擬機智能分配，從而做到安全控制。

3.6 物理資源層

數據是云計算的中心，用戶通過Internet將計算任務調度到存儲節點運行，也可以通過云計算對上傳到云端的信息資源進行統一管理、統一部署。通過云計算技術，可以將所有的服務器整合到一起，從而形成一個巨大的數據存儲中心。

4 結語

隨著科技的飛速發展，云計算技術也開始應用于高校的信息化建設，并且體現出云計算技術在處理高校信息中的優越性，特別是對于信息資源分配不均等方面具有巨大的作用，云計算技術與教育的相互融合，開創了高校教育的另一個領域，實現了靈活的信息化服務平臺及資源共享，進一步加速了高校教育的發展。隨著越來越多的科研人員對云計算技術的不斷探究，其功能被不斷的挖掘加以利用，從而為高校教育信息管理提供更便捷的服務，也為未來的高校教育信息提供多元化的發展道路。

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作者簡介

賀培（1983-），男，山西省大同市人。工程師，主要從事教育信息化應用、教育大數據應用研究。

作者單位

福建省星云大數據應用服務有限公司 福建省福州市 350001endprint