《云计算》本科毕业论文.doc

摘 要云计算是下一代网络计算平台的核心技术，是一种新的计算模型，它的出现宣告了低成本享受超值服务的到来。本文就职业教育领域的现状进行了介绍，阐述了云计算的概念、优势和现状，并对云计算在职业教育领域中的应用进行了初步探索。近几年国家出台各项政策扶持和推广职业教育，但我国职业教育的现状是存在着严重的地区差异，教育资源发展不平衡，信息和资源的共享严重制约了职业教育的发展，虽然由于互联网宽带技术的逐步推广，这一现象有所缓解，可这一问题已经成为职业教育发展的瓶颈，我们亟待一种新的方法或技术来解决这些问题。而云计算的出现让我们看到了曙光。结合当前职业教育发展的现状，深入挖掘两者之间的关系，将云计算的优势充分运用于职业教育发展和改革中。构建面向不同年龄、层次人群的“职业教育学习云”；以多年实践经验和有丰富实践知识为主的“职教师资云”；面向招生、就业的“劳动力市场信息云”，着力打造职教学习“云”、职教师资“云”、劳动力市场信息“云”的三“云”平台，全力保障职业教育的学习资源和师资资共享、劳动力市场信息的全面性、时实性，进而促进职业教育健康快速发展。一、问题提出的背景信息技术（IT），是20世纪最重要的科技成果、是经济增长和社会进步的关键因素和主要动力之一。信息技术的出现改变了传统的生活、工作和学习方式，同时也开启了教育的信息化时代。当前，全球IT产业正在经历一场“云计算”的浪潮，它被称为科技业的下一次革命。商业周刊的评论文章指出，云计算的出现使得人们可以直接通过网络应用获取软件和计算能力，这一模式将会给传统的IT 业带来一场巨大的变革，云计算正在成为IT 业的一种发展趋势。职业教育作为教育的重要组成部分，与普通教育有着重要区别。职业教育是面向就业的教育，它要培养具有职业工作能力的人，与劳动力市场的结合程度、对劳动力市场信息的动态追踪能力远强于普通教育。职业教育是面向不同层次、年龄人群的终身教育，它所需要的学习资源规模远超过普通教育；由于培养目标的不同，职业教育的教学在内容上强调技能和经验的知识，而不是纯理论的讲授，呈现方式上要有良好的展示。职业教育的师资与普通教育相比，注重具有实践经验和丰富实践知识的教师。那么什么是云计算？云计算有那些特点和优势？云计算的应用又将给职业教育的发展和改革带来那些改变呢？职业教育的发展和改革又可以从云计算的原理、模式中借鉴那些呢？二、云计算简介1、云计算的概念 云计算（Cloud Computing）是由分布式计算（Distributed Computing）、并行处理（Parallel Computing）、网格计算（Grid Computing）发展来的，是一种新兴的商业计算模型。目前，对于云计算的认识在不断的发展变化，云计算没仍没有普遍一致的定义。它是一种新型计算模型。是一种新兴的共享基础架构的方法，它面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供数据存储和网络服务。它利用利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的超级计算机集群中，这个计算机群是由成千上万台很普通的工业标准服务器组成，由大型的数据处理中心管理。如图l所示，云计算是一个虚拟的计算资源池，它通过互联网提供给用户使用资源池内的计算资源。完整的云计算是一个动态的计算体系，提供托管的应用程序环境，能够动态部署、动态分配计算资源，并实时监控资源的使用情况。实际上最简单、最初始的云计算早已在联网中随处可见，例如搜索引擎、网络信箱等。在云计算中，用户所处理的数据并不存储在本地，而是保存在互联网上的数据中心，用户所需的应用程序并不运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上。而是运行在互联网上大规模的服务器集群中。提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运作，为用户提供足够强大的存储空间和计算能力。用户只需能够接入互联网，就可以通过电脑、手机等终端设备，在任何地点方便快捷地使用数据和服务，而不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上。可见，云计算将改变传统以个人计算机为基础的生产模式，web将成为交往聚合与设备聚合的中枢，最终改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。2、云计算的优势 (1)可靠、安全的数据存储 云计算提供了最为可靠安全的数据存储中心，用户可以将数据存储在云端，不用再担心数据丢失，病毒入侵的麻烦，因为在“云”里有世界上最专业的团队来帮你管理信息。同时，严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。这样，你不用花钱就可以享受到最好、最安全的服务。(2)方便、快捷的云服务云计算时代，用户将不需要安装和升级电脑上的各种应件，只需要具有网络浏览器，就可以方便快捷地使用云提供的各种服务。这将有效地降低技术应用的难度曲线，进一步推动Web服务发展的广度和深度。(3)强大的计算能力云计算为网络应用提供了强大的计算能力，可以为普通用户提供每秒10万亿次的运算能力，完成用户的各种业务要求。这种超级运算能力在普通计算环境下是难以达到的。(4)经济效益 据预计，相对于机构自身运营的数据中心而言，云计算提供商的存储成本一般只有其十分之一，而带宽成本只有二分之一，计算处理能力成本只有三分之一。这将帮助一些机构以比较低廉的架构成本进行运作。3、云计算思想的产生2006年谷歌推出了“Google 101计划”，并正式提出“云”的概念和理论。随后亚马逊、微软、惠普、雅虎、英特尔、IBM等公司都宣布了自己的“云计划”，云安全、云存储、内部云、外部云、公共云、私有云一堆让人眼花缭乱的概念在不断冲击人们的神经。那么到底什么是云计算技术呢？对云计算技术的产生、概念、原理、应用和前景又在哪里？传统模式下，企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施，还有买软件的许可证，需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说，计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的，它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说，我们想正常使用电脑需要安装许多软件，而许多软件是收费的，对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。可不可以有这样的服务，能够提供我们需要的所有软件供我们租用？这样我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务，为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电，但我们不是每家自备发电机，它由电厂集中提供；我们每天都要用自来水，但我们不是每家都有井，它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源，方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰，我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源？这些想法最终导致了云计算的产生。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下，用户的计算机会变的十分简单，或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件，就可以满足我们的需求，因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器” 和“主机”的电线无限长，从而可以把显示器放在使用者的面前，而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络，把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。在云计算环境下，用户的使用观念也会发生彻底的变化：从“购买产品”到“购买服务”转变，因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件，而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施，也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用，并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间，只需要把钱汇给云计算服务提供商，我们将会马上得到需要的服务。4、是什么推动了云计算的发展？当用户需要完成一项资源消耗巨大的项目却不想额外购买硬件或者为此增加人员成本时，云计算无疑是个不错的选择。举例来说，纽约时报就是使用Amazon的Web Services (EC2和S3)来生成其文件库中1100万份PDF文档。纽约时报资深软件负责人Derek Gottfrid在他的博客中写道：坦率的说，我也曾一度对此心存担忧。毕竟我在这个要求严格的项目上使用的是一项全新的，而且未经完全验证的技术。但 是事实证明这项技术是可行的，我无法想象如果没有Amazon S3/EC2，我们该如何是好美国公司Schumacher Group需要更多的灵活性来为卫星办公区补充资源，他们希望能将运作流程分解为不同的部分来避免由飓风导致的存储和运输损耗。Schumacher使用 S的CRM软件对其企业内部数以千计的合同以及医院与医生之间的关系进行处理，然后在Salesforce的基础架构上运行， 这对于节约运作成本和硬件费用都非常有意义。与购买足够的服务器和基础架构来满足高峰时期的需求相比，Powerset作为一项创建自然语言搜索引擎的启动工具，也弥补了Amazon EC2资源消耗时的不足。三、云计算研究现状云计算已经得到包括谷歌(Gosle)、微软(Microsoft)、IBM、雅虎(Yahoo)、亚马逊(Amazon)等软件厂商的重视，各个软件厂商都在积极推进云计算的研究和应用，分别提出了针对云计算的方案和实现。1、亚马逊的弹性计算云亚马逊(Amzaon)公司是最早的云计算实践者之一。亚马逊公司在构建自身零售平台时，使用了云计算的方法，将购物平台构建在其基础之上。Amazon的云计算服务总称为AmazonWebServices(AWS，AmzaonWEB服务)，它包括四种主要的服务：SimpleSrageService($3，一种简单的存储服务)；ElasticCompucl0ud(Ec2，弹性可扩展的云计算服务器)；SimpleQueuingService(一种简单的消息队列)；以及仍处在测试阶段的SimpleDB(简单的数据库管理)。2、Google的云计算平台 Gogle的云计算平台主要包括Gosle针对云计算提出的大规模分布式计算的基础架构以及Gosle在此基础之上构造的云计算应用服务程序。2008年4月，C,ogle推出了AppEngine云计算平台|qoAppEnne是一个由Python应用服务器群、BigTahle(Google的一个内部的数据库系统)数据库访问及GFs(G00gleFileSystem，GooSe文件系统)数据储存服务组成的平台。它能为开发者提供一体化的主机服务器及可自动升级的在线应用服务，由用户编写应用，Googl提供应用运行及维护所需要的一切平台资源。3、IBM的云计划IBM公司在与G00gle的合作过程中，提出了自己对于云计算的理解以及相应的技术解决方案。IBM公司于2007年11月15日在上海宣布了蓝云“BlueCloud”计划，使公司的数据中心能够按照互联网应用服务程序的形式进行组织，将计算能力分配到分布式全局可以访问的资源组织中，而不是局限于本地的一些服务节点或者固定远端的服务器机群中。在蓝云中采用了Xen的系统级虚拟化方法，同时提供虚拟化的服务器以及物理服务器的计算资源。4、微软的“云一端”策略微软的云计算战略是“云一端”的共存与互动日，并提出了“软件+服务”(S+S：Software+Service)业务模式，希望通过整合最优秀的软件和实时更新的服务，充分发挥技术在选择性、适应性和功能性方面的价值。oSftware主要指前端展现层，包括桌面客户端(如：Vista、Omce等)和智能移动终端(如WindowsMobile等)；Services主要是指后端数据模块，包括云计算服务(如：WindowsLive)和企业后端(如Biztalk等)。微软的iLveMesh是云计算及其Live战略的最重要一步，目前正处于测试阶段，已推出多个Beta版。LiveMesh可以称为“互联网上的Windows”。它以“软件+服务”的方式将计算机、手机和其他数字设备通过互联网整合起来，允许用户同步访问、共享或存储文件。四、职业教育的现状现在国内的职业教育总体来说存在着几方面的问题：1、教学资源分布不均：知名的职业学校、东南部的职业学校有更好的资源，包括教授，实验室和电脑设备。而对于大部分职业学校来说，由于资金来源有限，往往面l临着设备老化，实验室资源不足等状况。2、教学资源更新成本高，更新速度慢：技术飞速进步往往要求学校能够为学生提供最新的实验室和电脑设备，而相应的需要更多的成本，这给院校带来了很大的压力。3、教学资源共享程度低：近些年远程教育和网络教育的发展以及职业学校课程联合范围的扩大，使得课程资源在一定程度和一定范围内实现了整合，然而对于硬件资源仍然无法实现整合。这些问题一方面造成了重复的教育资源投入；另一方面扩大了教学质量的差异。因此如何对教学资源进行最大程度，最大范围的整合，成了减少教学成本，提高教学质量。加快国内职业教育水平的首要问题。五、云计算在职业教育的应用云计算的提出，最小化了终端设备的需求，在一个云计算的网络中，不仅仅是教学课堂，甚至于个人电脑，实验室都可以从“云”中获得，在“云”中存储，而学校需要的只是提供给学生可以运行浏览器的最简单的终端设备(使用开源系统的个人电脑，OLPC，甚至支持无线局域网的掌上设备)和网络，就能让所有职业学校的学生随时随地进行学习，资料处理和实验。近年来，信息技术的发展使得教育发生了很大的变化。遍布全国的教育网络和高速的教育网国际出口使得职业学校有更多的机会同其他学校进行交流；网络中心在各职业学校的发展，用于教学和研究的高性能服务器的架设让很多学校具备了很强的信息处理能力。同时由开源软件，开放的标准和开放的数据访问的理念发展而来了开放的教育内容，这些教学内容包含了从课程数据(课件，映像)到互动的教学社区。良好的网络基础设施加上初步的资源共享，这些都为云计算的应用打下了基础。1 云计算在教育领域中的应用现状作为云计算最初的应用实践者 教育领域，对于云计算的推广似乎有点低调但其潜在市场不容忽视，各大公司相继开发了自己的云计算教育计划。继“Googlel01”计划之后，2008年初，Google先后与中国台湾大学、台湾交通大学以及大陆的清华大学开展了云计算项目研究。其它业界巨头也紧跟云计算步伐，随之也分别推出了自己的云计算教育项目，如：IBM的“蓝云”计划，Amazon的“云计算开放式基金”，“杭州师范大学 微软IT学院”的建立。总之，这些项目为国内外培养云计算相关人才打下了坚实基础，同时为企业与教育之间架起了合作桥梁，进一步促进了云计算在教育领域中的推广。云计算在中国起步虽比较晚，但从目前的发展态势来看其市场前景相当乐观。2009年5月16至17日，中国教育技术协会在上海举办了全国首届“云计算辅助教学高级培训”旨在帮助有条件的学校掌握云计算辅助教学的理论与技术促进我国基础教育教学改革提高教学质量。如果说Google公司与清华大学合作开展的云计算研究项目打开了中国的云计算之门，那么“云计算辅助教学高级培训”则是在中国大地播下的云计算的种子。继此次培训之后，我国各地区中小学逐渐开始实践云计算辅助教学。如鞍山一中、广州天河区中小学、浙江海盐地区中小学等。云计算在我国教育领域中的发展，从高校与公司开展的云计算合作研究项目到高校教师教学培训业务，再到今天的中小学云计算辅助教学实践这样的发展态势充分说明了我国对云计算教育应用的肯定与重视，同时为我国新课程改革的发展起到了推动作用，并对传统教育提出了挑战。然而，无论是最初的“Googlel01”计划，还是我国的“云计算辅助教学培训”，云计算虽然涉足于教育领域，但大多只是停留在教学应用的单一层面上。因此在后期的云计算教育应用推广中，我们应放开视野，寻找更多的应用领域，以充分发挥云计算的高效能。2 云计算在教育领域中的功用与其它新技术相比。云计算以其低门槛的优势受到学校的青睐。随着云计算在教育领域中应用的逐步深入，它的教育辅助功能也逐步被人们认识，为人们所重视。深人分析云计算的1172 2oo9年第9期(下半月)软件导刊教育技术教育辅助功能，将有助于我们开发出更多的教育应用，充分展现云计算的教育辅助功能（1）、建立学校内部管理平台学校管理是影响学校变革与发展的一个重要因素。传统的科层制管理模式，甚至是一长制管理模式，在一定程度上被认为是制约学校管理质量乃至学校和谐的因素，扁平化的集体制管理模式越来越受到现代学校管理者们的青睐。所谓集体制管理，是指构建一个学校内部管理平台，学校任何管理制度的制定不再是某个或几个高层领导的决断，而是大家集体智慧的结晶。在这里没有等级制度之分，学校的每一个人，从校长到教师、学生，甚至后勤部门的清洁人员，都有权利在这个平台上发表个人意见，提出自己的独特见解。因此，平台创建的环境应该是开放、和谐、深度互动的。由谷歌公司提供的云计算服务Google协作平台帮我们解决了这个难题。运用Google协作平台建立的“集体制”管理平台有3个优点。增进学校各级之间的交流。以往的学校制度都是由学校高级领导层商议决定，然后由自上而下地以纸质文件或口述传达等方式并执行，并未实现真正的民主，导致执行力度不强。Google协作平台具有简易操作性和深度互动性，上级领导的任何决定都可以通过平台展现，然后征询下级意见，内部的任何人员都可以发表意见，决策更加透明化。构建和谐合作团队。由于学校每个部门、每个人都有明确的分工，而部门与部门之间甚至部门内部之间缺乏交流。空间与心理的隔阂导致很多人感觉合作困难。通过Google协作平台构建的合作团队不仅解决了空间的障碍。经常性的平台交流更加深了彼此的友谊。有利于学校的可持续发展。通过Google协作平台创建的管理平台，使得学校的每一项制度来源于群体智慧，每一项决策都是透明的，管理团队的每一个成员都是团结的，这样的管理氛围将更加有利于学校的可持续发展。（2）建立教学辅助平台各地中小学在选择云计算辅助教学平台时，Google协作平台以简单操作和深度互动的优势成为师生们的首选。作为教师教学的辅助者，Google协作平台主要发挥了以下3个功能：增强师生、生生交流。Google协作平台不仅具有简单的评论功能，它的公告式页面更具有类似BBS的深度交流功能。教师可以通过这种页面形式创建公告版或讨论版，随时发起一个话题或者发布课前预习和课后作业的公告。学生则可以在后面跟帖发表自己的意见，当然教师应对于学生的异议给予及时的反馈，促进师生、生生之问的交流，从而提高教学效果。实现个性化学习。任何一个云计算服务总是脱离不了网络，Google协作平台也不例外，也正因为依托于网络，个性化学习才得以畅行。它突破了传统校园教学受时间和空间限制的状况，学生可以根据自己的实际情况，在任何时间、任何地点选择学习内容。培养学生的创新精神与自主性。云计算创建的是一个自由的学习空间，教师承担的是辅助者与促进者的角色，学生成为主动的学习者，享受更多自由支配学习的权利。例如，Google协作平台的协作编辑功能，让更多的学生参与到教师的教学项目中，充分发挥了其自主性和创新性。当然，为保证学生的有效学习。我们应根据不同年龄阶段学生的自主控制能力来分配教师在教学过程中发挥作用的比例。Google协作平台具有丰富的页面形式并且每一种页面形式都具有不同的教学功能(如：列表式页面的学习管理功能、文件箱式页面的资源管理功能等)，教师可以根据学科教学的实际情况进行合理选择。由于需要的网络规模和资源协调的限制，目前云计算主要是由几个大公司倡导和实施，并且大部分应用于商业目的，有少数的针对教育的项目也仅仅是停留在使用公司的计算资源。如果直接采用现有的云计算方案，固然短期成本低，实施简单，但是原有教育资源的移植和职业学校原有的计算能力的处理将会成为主要的问题。所以在现有的教育网络上部署云将是一种可行的选择。这种部署方式大致包含如下的步骤：对现有教学资源进行面向服务的封装或者改造。这是一项许多学校都正在进行的工作；建设新的提供基本应用服务的计算和数据中心。如教学系统，新的虚拟实验室系统，应用程序服务器等；在由A和B构成的基础设施的上进行抽象，应用虚拟技术将资源进行分配。同时建设虚拟的云接入点(cloudprota1)，让不同的职业学校都能够最快的登录到云。六、云计算在职业教育的应用意义职业教育是面向就业的教育，因此劳动力市场决定着职业教育的起点和终点，即招生和就业。劳动力市场对人才的数量、能力、职业素质和道德的要求决定着职业教育的招生数量、培养目标、课程设置以及对教师的需求等，换而言之，职业教育受劳动力市场的影响。职业教育只有培养劳动力市场所需要的人才，它才能取得成功。因此，劳动力市场的信息对职业教育至关重要，它的变化决定着职业教育的招生专业和人数是否需要调整、课程是否需要改革等。当前，随着经济的发展和结构的调整，职业教育面临专业招生人数不协调、课程设置陈旧、教师知识老化、更新速度慢等一系列问题，造成职业教育培养的人才就业困难，但归根结底是职业教育的人才培养脱离经济的发展，脱离劳动力市场，不能根据劳动力市场信息的变化随时的调整和改革。最直接的原因，是职业院校对劳动力市场信息的掌握不够、追踪不够；是职业院校与企业之间的信息不匹配、不平衡，是两者信息共享程度不高。而构建面向招生就业的“劳动力市场信息云”，可以有效的实现企业和职业教育机构的信息资源共享，实时跟踪劳动力市场的变化，及时收集、整理并反馈给职业院校，为职业院校的发展和改革提供信息支持，进