硅谷杂志：云计算理论及应用研究 |
| 2012-06-21 11:23 作者：王晓琳 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑：GuiGu 【搜索试试】
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摘要：云计算技术以其强大的功能已在我国一些领域得到初步的应用。介绍云计算的概念、原理以及主要特点，探讨云计算技术在商业、教育领域中的应用。
关键词：云计算；原理；特点；应用
中图分类号：G258文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0510
【《硅谷》杂志2012年5月刊文】
云计算的突然兴起和网络应用的转型密不可分。云计算，人们有着不同的理解和定义。云计算，描述的是通过Internet进行访问的一种动态的可扩展的应用程序。“云”就是使大型的的数据中心以及功能强大的服务器来运行网络应用程序与网络服务。任何一个用户通过Internet接入网络适当的设备，包括网络设备、服务器、存储设备、安全设备等构成，再接入一个标准的互联网浏览器就能够访问一个云计算的应用程序。通过云计算平台服务，用户可以将维护基础设施的任务转移交给专业机构（云提供商），然后完成相关的业务操作。同时，云平台灵活可靠性可以满足各种业务变化的需求，降低服务的成本费用。从本质上来说，云计算是指用户终端通过网络远程连接，来获取信息数据库资源的存储、计算及处理结果。终端数据不需要在本机存储，而是存储在中心主机（服务器），几乎可以将所有的数据和应用软件，都能存储在“云”里。“云终端”，即所谓的“客户端”，例如我们平时使用的个人计算机、手机、车载GPS等电子设备等，只需要安装一个简单的平台（操作系统），启用主机上远程桌面功能，终端不需安装软件，通过Internet接入“云”，就可以轻松使用云中的信息资源。
1云计算的基本原理
云计算基本原理是：用户所需的应用程序以及所处理的数据不需要在本地计算机、手机等其他终端设备或远程服务器运行或存储，而是在互联网的远程大规模服务器集群（互联网的数据中心）中运行及存储，这些数据资源由云服务商来保障正常应用程序运转的管理和维护，他们根据用户的需求来保证大规模的计算能力和强大的存储空间来访问计算机和存储系统。
云计算简单原理示意图
2云计算的特点
云计算屏蔽实现细节的基本硬件和软件，提供标准的连接接口服务，使所有用户连接到互联网，可以很容易地访问云平台使用的计算资源。有如下特点：
1）云可提供多元性的服务。云将调用云中的计算机群，利用数据挖掘技术对海量的数据进行存储、读取后进行分析、查询，将分析结果以可视化的形式反映到用户界面上，打破了传统意义上一个特定的服务器为用户提供相应服务的工作模式；云中的计算机群通过多种云技术构建数据群集，支持大数据量的抽取和更新，来保障对用户服务的快速、准确。
2）云提供了最可靠，最安全的数据存储中心，使用分布式系统具有高度的容错机制，可互换的计算节点的结构和其他措施来保障云的服务。云计算，作为一个分布式处理技术的发展，通过Internet将大规模的数据计算与存储结合起来，实现严格和有效控制，配置和管理，具有更好的安全性、可靠性、可用性及可维护性。同时，由于严格数据的权限管理，包括数据加密，用户认证，数字签名等，可以让用户不再担心数据丢失，病毒攻击和其他问题。
3）云计算对客户端的设备要求最低，使用起来也最方便。用户端设备成本低廉，因为有很多计算和存储工作被放到了Internet上，云用户可以有一个浏览器，不需要主机设备。在云计算模式下，云用户只需连接Internet的终端设备来访问，由云服务提供商来完成具体的计算机系统硬件配置、设备运行维护费用和软、硬件的升级系统。用户只需支付实际使用的相关费用。相比较于目前的计算机，云计算终端的低功耗和成本低廉，更加方便用户使用和维护。
4）云计算可以实现不同设备之间的数据与资源共享。在云计算模式中存储着所有应用和服务请求的数据资源，用户可以按照自身的需求，使用统一的云服务来获取所需信息，并可以实现不同终端设备的数据资源共享，可以在任意场合、时间通过网络接入云平台，为工作带来极大的便利和效率。
5）云计算可以提供高性能的计算服务，基于大规模的数据中心或者网格，因此云计算可以提供高效服务。对于云平台用户，云资源云几乎是无限的，它可以为用户提供几乎无限多的可能性。
6）云计算灵活性强，可根据用户的各种实际需求来调节大小。利用虚拟化技术，用户不需要了解具体各种设备及运行的具体位置，只需要一个简单的网络设备，如PC机或手机，所请求的资源来自“云”，应用程序在“云”中运行。用户无论在任何时间，任何位置都可以获取所需的一切。用户不需要知道也无需担心的具体位置运行的应用，云可以实现一切，甚至任务的超级计算机。而我们只需要一台笔记本电脑或手机通过网络服务，从而降低成本的云，也满足了用户的需求。
3云计算的具体应用
云计算应该说是各行各业都会用到，尽管云计算技术复杂，大规模应用在国内并不是很多，但是由于其在大规模存储、超大规模计算能力、降低企业IT建设与运营成本以及催生新的商业模式等方面的优势，已被越来越多的人们所接受。
在商业应用中，在运营商内部各种各样的信息系统，包括OSS、DSS以及各种各样管理系统，大大小小的服务器成千上万，基本上应该说分散比较多。从业务角度来看，这些整体资源利用率都不太高，很多应用数据包括用户数据、计费数据，还有一些客户关心的数据都是交叉、重叠，还没有很好得用起来。例如可以利用云计算的挖掘技术，通过用户对站点网页的的访问信息的分析，可以发现用户对网站的访问模式和浏览习惯，可以优化重组网站的组织结构，从而提高站点的性能，从而吸引更多的用户。因此，利用云计算的技术，构建统一数据架构，统一的数据语言，统一的业务实现和承载能力，使得云计算内部的系统大大简化，降低运行和维护成本。同时云计算还可能在节能减排上带来一些发展的空间。
在教育领域中，计算机网络的发展使得教育教学的模式发生了巨大的变化。随着计算机网络的发展及网络资源共享，都为云计算的具体应用打下了良好的基础，云计算是网络学习的基础环境与平台。云计算的提出，简化了对终端设备的需求，在教育教学中利用云计算的网络资源，教师进行备课，课堂教学，学生进行个性化的学习，以及实验实训做需要的资料，既可以从“云”中获得，又可以“云”中存储，学校只需要提供给学生简单的终端设备，就能让所有教师和学生随时随地访问各种网络资源以及处理资料和实验。利用云计算，可以将学校上千台的电脑接入云服务，建立虚拟的实训室，其中包括在线计算和储存教育材料、应用软件。虚拟计算实训室可以充分发挥了学校资源共享的优势，减少了很多重复的软件和硬件投入。师生们通过各自的权限进入网络系统，并根据需求动态申请磁盘空间，利用云计算提供的学各种资源和服务，学生通过感兴趣的学习方式自主地选择所需的学习内容，实现网络的个性化学习。由于本地终端不存储任何数据，数据存储更安全，不用担心病毒入侵造成的数据破坏。在云计算环境下，云计算提供商拥有先进技术和专业团队来统一安排和处理后台服务器的管理和维护，磁盘空间和资源的分配以及安全维护工作，极大地提高效率，节约教育成本。
4云计算应用需要考虑的问题
云计算的前景虽然美好，然而还有不少的技术障碍亟需解决，具体体现在如下几个方面：1）服务的可用性的保证；2）数据隐私保护问题；3）数据锁定，平台之间数据的转移；4）数据传输瓶颈；5）新的计算资源、服务商业模型带来的软件许可证等问题。
随着宽带和移动通信网络基础设施的关键技术的迅速发展，新的经济增长模式和产业结构的调整给云计算带来机遇和挑战，云计算变得更加成熟。作为一个最能体现互联网精神计算机模型，云计算将显示出强大的生命力，云能快速响应用户各种变化的需求，即需即用，并正在逐步从多元化改变我们的工作和生活思维方式，使人们可以不受时间地点限制尽享交流、学习和娱乐。云计算极大地节省了我们的人力物力，提高了工作的效率，方便我们的生活。无论是互联网普通的用户，还是软件开发者，他们将亲身感受着云计算所带来的便利。云计算时代已经到来。
参考文献：
[1]余宗泽，云计算的基本原理及其对教育领域的影响，中国教育技术装备，2010（9）.
[2]张珑、王建华、张军，云计算辅助教育初探，计算机教育，2010（12）.
[3]黄镇圣，云计算技术与应用分析，网络财富，2010（12）.
[4]于广州，云计算理论及技术在高校的应用，研究商情，2010（17）.
[5]汪洋，云计算在院校教育中的应用初探，科技经济市场，2009（4）.
[6]张巧超、王德灵，展望云计算技术带给教育行业的变革，宁德师专学报（自然科学版），2009，21（4）.
[7]杨光雨，浅析云计算技术，福建电脑，2010，26（1）.（注：本文版权归作者本人和硅谷杂志所有，禁止他人未经授权转载）
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