云计算与数字校园

云计算与数字校园（精选8篇）

云计算与数字校园 第1篇

数字校园以校园网与互联网为基础, 利用先进的信息化手段和工具, 实现从环境、资源、到活动等全部数字化, 在传统校园基础上构建一个数字空间, 从而提升传统校园的效率, 扩展传统校园的功能, 最终实现教育过程的全面信息化。数字校园建设关键点之一是考虑如何建立支撑各应用系统的数据中心, 采用这种传统的方式来建设数据中心存在很多隐患问题, 比如资金投入大、系统管理难度高和资源使用效率低等。此时, 云平台技术的发展为数字校园的建设提供了具有建设性的技术方案。

2云计算技术的应用推广

云是网络、互联网的一种比喻说法。过去往往用云来表示电信网, 后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算是一种按使用量付费的模式, 这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池 (资源包括网络, 服务器, 存储, 应用软件, 服务) , 这些资源能够被快速提供, 只需投入很少的管理工作, 或与服务供应商进行很少的交互。

云计算技术研究与发展为解决在数字校园建设领域中的相关问题提供了新思路。特别在一些比较突出的典型问题上:例如是否可以利用硬件虚拟化技术构建服务器集群, 实现服务器资源虚拟化从而提高空闲硬件的利用率, 有效解决硬件资源瓶颈问题等。

3基于云计算的某高校数字校园体系构架

云计算为高校教育信息化建设提供了一次难得的机遇, 作为其重要组成部分的数字化资源建设机遇云计算率先迈出一步是非常重要的, 其主要表现在如下方面:

3.1提高基础设施的利用率, 提高数字资源共享度, 避免资源重复建设

云计算提供了对终端设备的跨平台、多样化支持, 只要网络畅通, 用户就能随时访问、自由选择。此外, 云计算可以无限整合国内外高校优质资源, 形成一个超大规模的学科、专业、课程数字化资源库。有效的解决了数字化资源建设过程中资源分配不均, 甚至重复的问题。

3.2提高资源管理能力与应用水平

云计算系统通过先进的虚拟化技术、分布式技术和并行技术对数据资源进行高效的计算、存储、分析和检索, 其高可用性和可靠性能够保证数字化校园平台和资源数据库良好的运转。

3.3系统安全性得到加强

信息资源能够被统一和集中的管理, 且便于专家团队采取安全防控措施, 来避免由于个人原因造成的数据丢失、破坏等情形。此外云存储服务的冗余存储、容灾机制都是保证服务正常运行的必要保证。

本文以某高校数字校园为例介绍云计算平台在数字校园中发挥的作用。学校数字校园建设分期进行。一期工程包括构建应用支撑平台和核心应用系统。应用支撑平台主要包括:共享数据中心平台、统一身份认证平台、统一信息门户平台;核心应用系统主要包括:协同办公系统、教务管理信息系统、人力资源管理信息系统、学生工作管理系统。二期工程主要是在一期工程的基础上, 将现有应用系统整合并将部分应用系统数据迁移系统软件, 另外, 构建一个校园云计算平台, 实现对整个平台中计算资源的共享管理及动态分配。目前学校正在进行的二期工程建设已经取得阶段性成果。主要体现在网络虚拟化、服务器虚拟化及存储虚拟化建设。图1为学校云计算平台建设过程中的拓扑图。以下将从服务器虚拟化及存储虚拟化技术三方面对学校的云计算平台数字校园关键技术进行阐述。

对校园网进行整合, 通过有线和无线相互结合、相互补充的方式, 在全校范围实现无网络盲点, 满足不同用户以不同的方式访问校园网。完善网络安全体系, 保障数字校园的建设需要, 为改革传统教学方法和模式, 构建多维教学环境打下良好基础。同时, 增配高性能网络服务器及交换机, 配置虚拟化软件。通过虚拟化架构提高网络数据中心的运行可靠性, 为数字校园提供优良的运行服务质量。配置十台高性能服务器, 实现服务器的池化管理, 实现网络资源、计算资源和存储资源的统一管理。另外, 配置相应数据交换机, 用于与核心交换机的互联, 建立统一的云计算管理平台, 动态的根据各部门各自服务器、存储、网络应用的需求量灵活、动态、 统一、流程化地进行资源分配使用。首期存储系统配置45T, 用于数字校园平台系统相关数据;提供面向部门和用户的计算存储空间以及公共网盘等基础服务;之后, 实现的总容量不少于60T, 并且添置存储备份软件, 保证数据安全性和服务可迁移性。

基于云计算的数字校园体系构架优化了数字校园网络, 升级并更新了网络中心设备的互联带宽, 扩充了骨干带宽:同时该校将核心设备改为双千兆互联, 并增配支持万兆的汇聚设备, 数据中心交换机与校园网主交换机之间采用多路千兆捆绑。另外, 核心交换机实现双机冗余, 数据核心交换机与网络核心交换机之间采用动态路由协议实现全冗余。

结束语

研究表明, 基于云计算的数字化校园体系能够减少高校建设数字校园开支, 最大程度地保留各部门原有的设备和投资, 增强原有资产的使用价值。下一步的工作的重点将放在如何再提高系统优反应速度的同时, 构建新型云计算应用程序, 从而提供更为丰富的用户体验。

摘要：随着云计算技术的不断成熟以及在高校的不断渗入, 使得信息化发展必然向云计算方向进行发展。本文概述了数字校园建设发展现状, 简要介绍了云计算技术的应用推广情况, 其后以某高职院校数字校园建设为例, 深入剖析云计算平台在某高职院校数字校园建设中所提供的解决方案与体系构架。

关键词：云计算,数字校园,服务器虚拟化

参考文献

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浅析云计算与数字媒体艺术的创新 第2篇

关键词：云计算；数字媒体；媒体艺术创新

无论哪种新兴媒体的诞生都会对传统媒体形式起到一定的推动、更新甚至于激励的影响。当前信息科学技术的迅猛发展，新型的数字媒体艺术应运而生，云计算也在数字化呈现的艺术形式中日渐成熟，二者在科技艺术领域里相辅相成共同发展。本文主要讲述了创新数字媒体艺术过程中云计算起到的作用，旨在为相关领域的研究人员提供参考。

一、从虚拟现实到增强现实谈数字媒体艺术的技术创新

对于不断推陈出新的图像处理技术来说，虚拟现实（VR）可谓历史久远的技术用语了，可以推算至计算机刚开始处理图形的时期。目前虚拟现实技术比之前有了较大的突破进展。例如：最初的图形处理设计应用辅助中央处理器CPU，而图像处理器GPU的运算能力较前者过强，成为了大数据运算的主要应用技术，此外可通过网络中的虚拟货币（比特币）的产生了解这一点。

增强现实（AR）是经过虚拟现实发展演变出的一种形式。例如：运用计算机虚拟一片森林、光影、各种花鸟是虚拟现实技术，但将森林里的隧道、地皮甚至穿过的日光展现出来的就是增强现实技术。当前数字媒体艺术还处在虚拟现实技术的应用阶段。而增强现实技术为数字媒体艺术带了的技术创新不止表现在内容和形式和思维方式上，还提供了多方互动加深了体验者对艺术的的感受。

二、从交互式到沉浸式体验谈数字媒体艺术的体验革新

2014年3月脸谱用20亿美元收购了名不经传的沉浸式虚拟现实技术厂商OulusVR。其在VR和AR技术上算是领军者，随后生产的头戴3D显示器（Oculus Rift）互动游戏设备极具真实感效果，一经推出便迅速占领了科技市场。此技术应用于拍摄中可实现3D摄像机和FPV拍摄的效果。还有使其和大疆航拍飞行器相结合拍摄出飞翔于天空中的效果。

沉浸式体验是在众多科研成果之后出现的一种全新的体验方式，例如：观众可穿戴Oculus Rift旋转一圈观看拍摄的全息式视频，所获得的体验犹如身临其境。然而目前沉浸式体验的创新还处在开始环节。

云计算参与下的可穿戴设备从13年起出现了持续发酵的增长势头，各技术设备利用众筹网站，呈现出网络时代所遵循的分享、共建的理念，使得创业者获取更高的经济效益。此技术为数字媒体艺术带了的体验创新不止于技术设备上，还为数字媒体艺术的创作推上了一个新的台阶。在未来，可将此技术应用于动画制作或特效制作，使观众更多的参与、体验到艺术创作所带来的真实感受。

三、从闭门造车到众人拾柴谈数字媒体艺术内容的创新

《连线》杂志的创始人凯文凯利在《失控》中推崇的“蜂群思维”一样，云计算所扮演的类似于蜂群角色，数字媒体艺术的内容创作在云计算时代，试图闭门造车已经寸步难行。然而，此作品的中文翻译著作还是蜂群式分工协作的成果。

深化这一理论的工具就是大数据，在云计算时代大数据实现了统计方式的突破。大数据总结出美剧风靡全球互联网，云计算时代的繁荣已经到来，因此，Netflix公司制作的美剧《纸牌屋》成就了大数据在艺术创作领域里的丰功伟绩。

然而Netflix公司的制作模式不是谁都可以复制的，在制作之前数据是通过云计算统计的，制作过程依然是传统的模式。而当下盛行的一种模式是：已存在其他的艺术作品，再由众筹的方式将艺术作品变换形式，例如：《十万个冷笑话》开始是漫画作品，之后众筹资金拍摄的动画片和电影。

此外，云计算对于数字媒体艺术的创作有着积极地推动作用，不管是何种技术还是何种类型的作品，不管是Base FX、工业光魔特效公司制作的《星球大战7》，还是维塔数码制作的《魔戒三部曲》、《金刚》、《阿凡达》，亦或是蓝天工作室制作的《冰河世纪》、《里约大冒险》，任何形式的数字媒体艺术作品只要有云计算的参与，不管是作品内容还是艺术形式上都大有可为。

四、结语

数字媒体艺术在创作过程中更重视现代化思想理念的表达，从而使得创造出的艺术作品更加的人性化，云计算是一种综合性极强的信息产业，已经深入融合到艺术的方方面面，例如：云计算统计分析形成的作品、创意等艺术形式。数字媒体艺术只要有云计算的加入，不管是本质还是形式上都有锦上添花的作用。通过不断地开发和吸纳新的科学技术，才能有效的将二者完美融合，从而推动艺术的不断创新和发展。

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云计算与数字校园 第3篇

都江堰市结合自身实际,以国家、省、市各级教育信息化规划与要求为指引,在广泛深入开展需求调研的基础上,依托专业公司和高校的技术力量,在以云计算推动数字校园建设方面进行了一些探索。

一、以虚拟技术为基础提供数字校园硬件基础服务

2014年,都江堰市以成都市第二轮标准化提升工程的实施为契机,投入近1200万元建设了都江堰市教育数据中心。以虚拟技术将90余台物理服务器、6套专业存储和2台万兆核心网络等物理设备池化,为区域数字校园建设提供动态、高效、冗余、按需扩展的硬件基础服务。

1. 云桌面

数据中心目前可提供2000个可定制的、配置可保存的个性化专属桌面供教师办公和教学使用,同时可提供2000个即时生成、自动重置的标准化桌面用于教学环境。云桌面的系统软件和相关数据均保存在数据中心,稳定性和安全性得到更好的保障。师生通过专用的瘦客户机连接到自己的云桌面,也可以使用PC或者手机、平板电脑等智能设备以软终端的方式连接到云桌面,实现了在城域网范围内随时、随地、跨设备的使用。今后,网络条件成熟时,云桌面可以拓展到互联网,师生在家也可使用。

2. 云盘

数据中心目前的专业存储裸容量超过750T,其中一部分用于为区域内的每一位师生和教育管理人员提供快速、可扩展、可协作共享的云盘服务。

当今的互联网时代,免费的云盘很多,但我市教育城域网现阶段的互联网带宽相对不足。为了保证师生使用体验效果,我们提供基于城域网的私有云盘,实现个人数据的快速存取和协作共享。未来互联网带宽充足时,我们一方面将引导大家把个人数据转移到公有云盘,腾出来的空间用于不断积累的区域教育信息化数据和教育教学资源的存储,另一方面也可以把私有云盘扩展到互联网,同云桌面一样成为混合云,提供更广的服务范围。

3. 虚拟服务器

随着教育信息化的不断发展,软件平台及应用系统将不断丰富,需要的服务器会越来越多。数据中心可根据需要快速部署数量充足、性能动态调整的虚拟服务器,用于所需的HTTP,FTP,EMAIL等各项服务,满足区域教育信息化业务系统建设的服务器需求。

相对于传统方式,以虚拟技术为基础进行数字校园建设有着以下优势:

一是可以充分发挥设备的使用效益。通过虚拟化技术,对物理设备进行科学的、即配即用的动态分配和调整,好钢用在刀刃上,既满足了需求,又最大化利用设备,真正实现物尽其用。

二是提高管理的效率。以计算机为例,传统的方式,一个专业技术人员可以完成100台以内计算机的精细化管理,若计算机使用年限过久,这项工作就颇为艰难了。而采用云计算的方式,管理员可以实现对桌面的集中管理和批量配置,借助监测和管理平台,一个管理员管理数百甚至上千个云桌面将不再是不可完成的任务。

三是降低运维成本。数据中心温度、湿度、供电等基础环境完善,存放其中的服务器、存储等专业设备相较于传统的设备在稳定性、安全性、故障率等方面有着明显的优势,整体运维成本明显降低。作为终端的瘦客户机硬件简单,无需用户配置,其故障率和维修成本也远远低于传统的PC。通过多方了解和初步的实际测算,采用云计算方式进行数字校园硬件基础建设,不仅可以降低后期的运维成本,在绿色节能上的效益也颇为可观的。具体的数据,我们将在今后持续进行客观、准确的跟踪统计和分析比较。

二、以云服务为支撑建设区域数字校园特色服务平台

与传统的教育管理和服务不同,数字校园通过各种云服务将学校的教学、科研、管理和生活服务等方面信息资源进行整合、集成和全面的数字化,构建统一的用户管理、资源管理和权限控制;通过组织和业务流程再造,推动区域教育管理与服务的制度创新、管理创新,最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化。

目前,都江堰市的数字校园服务平台建设尚处于起步阶段,下一步我们的建设和应用思路是:

1. 着眼未来做好区域顶层设计

目前,各级教育云平台建设可以用波澜壮阔来形容,区域教育云平台建不建、建什么、怎么建是令人头疼的一件事。通过一段时期的应用实践,我们发现目前的国家、省、市平台无论在功能和性能上都无法完全满足区域特色发展需求的,区域教育云平台的建设有需求也非常有必要。我们首先是按照核心系统国家建、通用系统省级建、特色系统自己建的原则,在充分利用国家、省市平台提供的基础数据和服务的基础上,深入调研和分析本区域教育实际需求,多方面结合做好顶层设计,既避免重复建设,又满足区域和学校特色发展需求。其次是在具体建设中充分应用云服务,比如,我们在建设班级智慧课堂时,不仅注重课堂的互动反馈,也重视课前探究、课后扩展,既要求实现个体间交流,也着力推动校际协作,既提供丰富的资源,也不断完善过程性、伴随性资源的生成、整合和应用。以云服务为支撑的平台建设,扩展了智慧课堂的应用范围,使用效益明显提高。

2. 整体规划分步实施

今后的数字校园基本不可能找到完全独立、封闭的服务平台。数字校园建设是一个不断发展、不断完善的过程,绝不可能一蹴而就、一次完成,因此我们在进行数字校园服务平台建设时,按照功能模块化、接口标准化的要求进行整体规划,所有平台统一以云的方式提供服务,所有平台共享准确、唯一的基础数据,不同平台生成的伴随性数据可根据需要互联互用。在整体规划的基础上,按照先基础后扩展、先易后难的方式分步实施,逐步建设成统一规范、功能完善、多维立体的以云服务为支撑的数字校园服务平台体系。

3. 利用移动互联网优化、拓展云服务

顺应时代与技术发展的大势,以互联网 + 的思维促进数字校园平台建设。未来,我市的绝大部分特色化服务平台均将提供基于移动互联网的APP,为广大师生、家长以及社会公众提供更加便利、更加实用的服务。

三、以云应用为引擎引领教育管理与教研教学的发展与变革

数字校园建设最终的落脚点和关键是应用,特别是教师和教育管理人员的应用,因此,我们高度重视培训、督导考核工作和数据的积累与挖掘。

1. 加强针对性培训拓展数字校园应用广度和深度

有针对性开展教育信息化校本培训。一是通过培训晓之以理,帮助学校管理者和教师充分认识教育信息化和数字校园应用的重要意义,深刻认识自我提升和不断“更新”的紧迫性;二是通过培训诱之以“利”,从云盘、云输入法、微信等云应用入手,帮助广大教师感受和体验云应用对于提高工作效率、提供生活便利所具有的强大推动力,引导他们逐步自觉、主动应用各种数字校园服务,通过应用的不断拓展,促进教学、管理的变革,再反过来促进数字校园服务的不断优化。

2. 严格落实督导考核提高数字校园建设与应用实效

将数字校园的建设、管理与应用工作纳入学校目标考核。结合实际,制定规范的考核标准,应用信息化手段实施监测与考核,促进区域数字校园相关工作科学、高效、持续推进。

3. 重视数据的积累与挖掘提升数字校园应用价值

加快实现教育管理数据和教育信息的标准化、规范化、网络化和集成化,通过多级平台的应用与融合,逐步实现学生体质、学业、公民素养等综合素质发展信息和教师专业发展信息等数据的积累、分析和应用,充分发挥教育信息化数据在深化教育改革方面的重要作用。

云计算与数字校园 第4篇

数字化校园建设已成为国内外各高校现代化建设的核心竞争内容, 也被当作高校综合实力和现代化水平的重要标志之一。很多高校已经认识到数字化校园在高校建设中的重要作用, 但是大家对什么是真正的数字化校园以及建设数字化校园的目的是什么, 在认识上还是有很多的误解。由于在建设初期没有使用统一的模型指导, 各部门自成一体, 各系统重复建设, 各信息服务分散, 部门之间很难做到服务的统一调度, 校园内各部门的系统各自为政, 单独部署, 造成访问资源位置不相同, 没有统一的平台在各部门、各系统之间同步数据, 导致在构建数据采集、挖掘、决策系统时遇到了阻碍。

为了解决这些问题, 本文通过对现有数字化校园体系结构的分析, 利用SOA (Service-Oriented Architectures) 面向服务的体系结构、云计算虚拟化技术、动态迁移技术等, 提出一个基于面向服务的体系结构的数字化校园架构模型SCDC (SOA-baseddCloud computing Digital Campus) , 使用户在云计算平台上能灵活使用Iaa S、Paa S、Saa S上的资源, 为解决在建设数字化校园中存在的问题提供了指导, 使数字化校园中各种应用系统有更可靠、更稳定的基础设施和运行环境。

2 基础理论知识

(1) 云计算

云计算定义:云计算是指能够随需、方便的访问基于网络的、可配置、可共享的计算资源池的一种模式。在这些“云”上是可以进行网络的访问, 提供快速、弹性、按需自助式的服务, 使用成本可控制等。这些计算资源池是虚拟化的, 其中包括服务器、存储、网络、应用和服务等资源。云计算具有丰富的内容, 应用在很多领域。一般可以把云服务分为3种服务模式:Iaa S硬件层的基础架构云 (Infrastructure as a Service、Paas平台云 (Plat-form as a Service) 和Saa S软件应用云 (Software as a Service) 。

Iaa S (基础设施作为服务) 就是作为一种服务给用户提供硬件和基础软件, 在这个平台上用户可以安装部署各自的应用系统。Iaa S的总体技术架构主要分为资源层、虚拟化层、管理层和服务层在内的四层架构。位于架构的最底层———资源层中包含计算、存储、网络资源, 虚拟化层在资源层之上, 包含了各种虚拟化技术, 虚拟化技术是Iaa S架构中的核心技术, 虚拟化平台主要包括虚拟机、虚拟网络、虚拟化模块、虚拟存储以及虚拟化平台所需要的所有资源。虚拟化层上面为管理层, 管理层主要运维和管理下面的资源层, 其中包括资源配置模块、系统监控平台、安全审计、数据备份与恢复平台、系统运维中心平台和IT流程的自动化平台。服务层作为整体架构的最上层, 重点是向用户提供资源层、管理层以及虚拟化层资源的能力。

Paa S (云平台作为服务) 它是通过互联网针对广大互联网的应用开发者提供端到端的服务, 包括分布式软件开发、测试、部署、运行环境以及复杂的一些应用程序。Paa S是站在基础设施云平台的肩膀上, 通过开发的架构, 为使用者提供一个能够共享云计算、具有超大规模计算能力的开发环境, 其基本架构由分布式平台和运营管理系统组成, 像Hadoop分布式软件架构和Google云计算基础架构就是两种典型Paa S的分布式平台。

Saa S (平台即服务) 是指通过互联网上的浏览器工具, 为远程用户传送服务器端的程序软件, 同时还提供软件服务。在此服务模式下客户无需建设机房、购买软硬件、招聘IT人才, 只需根据自己的需要, 向Saa S提供商租用软件服务。Saa S作为提供商必须为用户负责所有前期的实施、后期的维护等一系列工作, 搭建所需要的所有网络基础设计及软硬件运作平台。Saa S系统实现主要通过借助于Paa S平台来开发以及采用元数据开发模式和多租户架构, 运用Struts、web 2.0、Hibernate等技术来实现Paa S各层的功能。

(2) 云计算与SOA的关系

SOA (Service-Oriented Architecture) 作为面向服务的一种架构, 通过当前存在的各种软件体系, 重新整合且构建起一套新的软件架构, 它是一个组件模型。有了SOA技术框架的架构, 它可以把庞大、杂乱无章的系统重新组合成一个井井有条的系统, 最大化地使用IT资产, 大大提高了业务发展过程企业在的灵活性。这套软件架构能够根据业务的变化, 结合现有服务, 随时灵活地又组成新的软件, 再继续共同服务于整个的所有业务体系。因此, 可以把SOA看作是模块的组件, 模块之间的接口必须要遵循统一标准, 每个模块有各自独立的功能, 结合不同模块又可以提供不同的服务, 降低了在重构和重组时的成本。

3 在校园数字化建设中应用云计算技术

3.1 基于面向服务体系结构的数字化校园架构模型SCDC

在云计算模式下的数字化校园SCDC总体架构模型如图3.1所示。

该模型总体由三大部分组成。这三大部分也是云计算中的主体和核心部分, 第一部分是基于SOA理念架构的软件体系;第二部分是资源提供体系;第三部分是安全保障体系和管理云服务生命周期。只要在基于云技术的数字化校园平台中心注册, 高校的不同用户就可以通过按目录查找, 再通过重定向就可以调度和使用到云平台提供的具体服务资源。

Saa S (软件即服务) 为用户提供各种即需即用的应用服务;Paa S层 (平台即服务) 负责各种资源的调度和虚拟化资源池的使用, 用户可以在这统一标准的软件支撑平台上应用软件;Iaa S层 (基础设施即服务) , 它的作用为平台层提供虚拟的硬件资源池。SCDC模型的基本保障和支撑是安全支撑体系和生命周期的管理。

3.2 SCDC模型的三层设计

Iaa S层的构建重点分两部分。第一部分是对服务器设备、存储设备、I/O资源、网络资源设备等硬件设备的整合;第二部分是在整合硬件设备的基础上通过网络、存储、服务器、应用等方面的虚拟化技术来部署虚拟的资源池, 同时提供系统自动部署功能和虚拟资源池管理的功能, 基础设施即服务层Iaa S是SCDC模型的基础和保障, Iaa S层通过虚拟化服务器、CPU、内存和I/O设备, 从而整合服务器的虚拟化, 传统的虚拟化服务器通过操作系统对硬件发送指令来实现, 相比之下, 大大增加了系统调度的难度。

Iaa S层根据不同类型的用户设计了教师云、学生云、科研云和安全云, 云用户无需安装和重装系统即可随时访问资源。用户申请的资源包括存储资源、软件资源、教学资源、计算资源和安全云等。它把虚拟化技术引入到个人用户领域。

Paa S包括用户管理、安全管理、数据管理和资源管理等。主要是在Iaa S层的基础上提供统一的平台化系统软件支撑服务, 可以根据需要随时定制和扩展功能。通过虚拟化、集群、负载均衡等技术提供云的服务, 从而开发了云平台的拓展性应用, 针对校内和校外的高校联盟建设高校信息服务平台。

Saa S软件即服务层是整个数字化校园对外提供的终端服务。为教师、学生、管理人员和校外用户提供人性化的信息服务, 用户根据权限可以分为普通管理员、系统管理员、普通用户、服务项目管理员等不同级别的权限。

数字化校园的Saa S层改变了现有部署软件的方式, 使得用户登录云端只要拥有相应的权限就可以自动获取软件的服务。教学云服务采用的是基于Web2.0技术, 为高校教师和学生提供网上教与学的共同协作平台。Saa S服务层一般包括教务处系统、OA办公系统、学生工作系统、一卡通系统等软件服务。

3.3 基于SOA的数字化校园架构模型的安全体系架构

在SCDC安全保障体系下, 用户数据的安全性从以下几个方面来保证:

(1) 用户访问自己的数据需要认证与授权, 因此必须给用户要划分不同权限等级限制其不同的操作范围。

(2) 用户要能够私密地运行自己的数据, 同时保证在运行时不会被其他人查看或更改。

(3) 用户在网络上传输个人数据时也要有保密性。包括在云计算中心内部网络安全传输以及互联网上的安全传输。

(4) 用户存储数据时, 保证是保密的, 其他人 (包括平台管理员) 不可以查看或更改用户存储的数据。

3.4 基于SOA的数字化校园运行的生命周期

基于SOA的数字化校园模型运行生命周期主要有以下几个步骤:

(1) 在前期准备各种云服务资源。

(2) 制定服务模板:资源池的资源不仅包括CPU、硬件存储、内存资源, 还包括网络资源、应用软件资源、服务器资源、统一身份认证资源、可执行程序等, 根据预先拟定的标准创建服务目录, 将以上所有的计算资源按照资源池的模式进行注册和标准化处理。

(3) 创建服务的目录:以服务目录的形式将资源池中的资源提供给用户查询

(4) 订阅各种云服务:使用者如果要使用云服务, 首先必须要进行申请, 要找到所需的资源只要根据云服务的目录即可, 因为资源池的规模庞大, 因此服务管理必须要求准确无误。

(5) 运行服务:服务器方批准申请者的申请, 申请者得到资源, 则可以启动并且运行服务, 此时服务器端要对云计算资源进行监控, 并且控制可靠性的时间, 这些方面极其重要。

(6) 终止服务:中止并回收资源, 当服务申请时间到期了或者资源使用完毕, 并重新激活在资源池中的服务。

4 基于SOA模型的数字化校园云平台实现的关键技术研究

(1) 云存储和海量数据管理技术

云计算由大量服务器组成, 同时为大量用户服务, 所以云计算系统采用分布式存储的方式来存储数据。同时为了保证存储数据的可靠性, 用冗余存储方式即为同一份数据存储多个副本。云计算系统同时要满足大量用户的需求必须具有高吞吐量和高传输率才能并行地为大量用户提供服务。云计算系统要对这些海量的、分布的数据进行处理、分析, 必须要有高效的数据管理技术。云系统的数据管理往往采用数据库领域中列存储的数据管理模式, 将表按列划分后再存储。

(2) 虚拟化:借助虚拟架构, 可以增加系统的效率, 使系统响应地更快, 也更灵活, 可以降低企业的成本, 管理员可以在企业范围内管理和优化整个资源, 同时用户可以把资源池中的资源看成是专属于他们的。很多企业在应用虚拟化技术时, 并不需要购买新的硬件, 而只要采取向上扩展就可以了。

(3) 动态迁移:是指把当前虚拟平台服务器迁移到另外一台虚拟平台服务器上, 同时该虚拟机并未停止运行且持续提供服务。动态迁移技术在教务管理系统中起着很很重要的在用, 因为它的用户访问量不确定, 平时用户访问量很少, 但在学生集中选课的时间段或者开学、期末等特定时间段访问量会暴增, 导致访问高峰期经常会出现因负载过重而网络的中断现象。在这种情况, 可以实时监控, 当负载超过一定量的时候采用虚拟机动态迁移技术, 将当前虚拟机迁移到负荷较小的备用虚拟机上, 从而保证用户的流畅访问和系统的正常运行。

不同的虚拟机也就是节点, 当出现很多节点使用率很低或节点之间的负载差距悬殊时, 就会出现:一方面, 很多节点的使用率过低会造成资源浪费;另一方面, 负载过分的节点, 会影响其所提供的上层服务的性能。因此, 在出现这两种情况时, 需要通过虚拟机的动态迁移技术来转移负载。通过合并负载一些节点, 关闭调整后闲置的虚拟机, 从而增加资源的使用率、减少能量的浪费。我们通常的办法是迁移最高负载的虚拟机和迁移最低负载的虚拟机。

为了系统的性能更加优化, 有必要优化系统负载的调度性能, 此问题如果处理不好有可能会出现集群效率不如单机计算的情形, 更有甚者可能会出现计算失败从而直接影响分布式的计算效率, 所以, 要提升集群性能就要优化负载调度性能。如何提升负载调度的性能和改进负载调度的算法是我们以后要继续研究的方向。

5 结论和展望

本文首先介绍了当今云计算技术在校园数字化建设中的应用情况, 发现了大部分数字化校园因为资源的重复建设, 又缺乏总体规划和统一部署, 导致严重的资源浪费。针对这些问题, 对症下药, 作者提出了数字校园建设的方案———基于面向服务的架构理念构建的数字化校园总体架构模型, 接着介绍了该模型的三层设计、安全体系架构、运行的生命周期等, 然后介绍了要实现这一架构所涉及的关键技术, 从云存储、虚拟化、动态迁移等多个方面来阐述, 并针对系统中的负载调度的重要性加以强调。本文今后的工作除了研究如何提升负载调度的性能和改进负载调度的算法, 更多的是关注海量数据分布存储技术、海量数据管理技术以及云计算平台管理技术等。像广东农工商职业技术学院、广州大学、广州工商学院等很多高校都已经实现云计算的数字化校园, 我们学校虽然还没有实现云计算技术下的数字化校园, 但是假以时日, 终究会实现的, 本人研究此课题的目的也就可以为之尽一份绵力。

摘要：本文针对高校数字化校园中存在的问题, 提出了基于面向服务的架构理念构建的数字化校园总体架构模型, 然后介绍了要实现这一架构所涉及的关键技术, 并强调系统中的负载调度的重要性。

关键词：SOA,云存储,虚拟化,动态迁移

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[6]薛静.基于虚拟化的云计算平台中安全机制研究[D].西北大学, 2010.

[7]邓自立.云计算中的网络拓扑设计和Hadoop平台研究[D].中国科学技术大学, 2009.

云计算与数字校园 第5篇

1 云计算特征

云计算是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。根据美国国家标准和技术研究院的定义,云计算服务应该具备以下几条特征:随需应变自助服务,随时随地用任何网络设备访问,多人共享资源池,快速重新部署灵活度,可被监控与量测的服务,基于虚拟化技术快速部署资源或获得服务,减少用户终端的处理负担,降低用户对于IT专业知识的依赖[1]。

2 云计算技术在数字化校园建设中的应用优势

2.1 降低IT系统建设和扩容成本

在数字化校园中需要开发、分类和整合各类信息资源,传统的网络信息中心需花费很多人力、财力对包含各类服务器在内的软硬件资源进行升级和维护。云计算技术应用于数字化校园中的基础设施服务、平台服务、应用服务,各服务相互支撑相互联系,可在大幅提高系统性能的同时较大程度的减少系统维护的工作量,主要体现在云计算以低成本运算单元为主要硬件取代传统大型IT系统设备,降低了IT系统建设和扩容成本。另外,云计算管理平台整合了各类资源的管理,可以有效减少维护人员的人数和工作强度,进而降低相应的人力物力成本。

2.2 扩展资源共享的范围

传统的校园网建设往往注重校园内部的资源共享,缺乏开放性和互联性。为了给更多的师生提供更大范围更多方面的共享服务,还应注重院校之间的信息资源共享,使共享系统能够融合每一个参与资源共享的院校的资源,使每一个参与者均可方便获得所需的资源,而采用云计算技术可以更好地实现这个目标。云计算技术基于通用的软硬件架构和设备,能够为各应用系统提供按需分配的计算、存储资源,建立跨系统、跨地域的共享资源池,将数字化资源共享建立在云计算和服务的基础之上,可以建立一个与具体网络运行环境、服务器系统以及操作系统无关的跨区域、跨系统的通用校园数字化教育资源共享平台。在这个平台上以众多的云服务器为依托,其强大的计算功能、海量的网络资源,可以极大地扩展资源共享的范围。

2.3 提升信息化资源服务的可靠性

在数字化校园的各系统运行过程中,若服务器出现故障,将会影响到整个校园网信息系统的正常运行。云计算技术可以在数字化校园中最大程度地降低因服务器错误造成的损失,采用虚拟化技术将应用软件和下方的基础设备隔离开来,用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类设备,减少了设备依赖性,这为动态资源配置提供可能。通过运用虚拟化中的动态迁移、分布式资源调度、高可用性等技术,确保集群中的虚拟机能够动态分配到所需资源,当一台物理服务器出现异常情况时能够在短时间内将部署在上面的虚拟机自动迁移到其他物理机上,确保了服务的正常运行[2]。即使其中的某一台服务器出现错误,也不会对其他服务器的运行工作造成影响,而其他服务器能够代替故障服务器的工作,对其出现的问题进行及时的补救,并把相关的数据上传至新服务器中,从而提升校园网络信息化资源服务的可靠性。

3 云计算在数字化校园中的具体应用

3.1 虚拟化技术

虚拟化技术的主要思想就是通过对底层进行抽象,屏蔽物理网络的实现细节,将网络的控制管理与数据的转发与交换进行有效的分离[3]。通过虚拟化技术可以对基础设施、系统和软件等计算机资源进行整合,就是通常所说的基础设施虚拟化、系统虚拟化和软件虚拟化,实际应用中包括服务器虚拟化、网络虚拟化、桌面虚拟化、应用虚拟化、存储虚拟化等。

服务器虚拟化可以使多个操作系统能够以虚拟机方式运行在一个物理服务器上,每台虚拟机均可访问底层服务器计算资源,即具备独立的虚拟硬件,如网卡、RAM和CPU等。根据虚拟化技术在资源定制中所具有的特性,虚拟机可进行私有服务器的定制,如RAM容量、CPU数目和磁盘空间等,即在私有服务器的作用下可按需分配资源。结合对资源共享机制的应用,虚拟机在虚拟化技术的封装下可构成适合自身运行的环境,最终达到共享硬件资源的目的。借助服务器虚拟化,实现了应用程序和操作系统的加载,促进了物理机应用效率的极大提升。根据VMware提供的数据,目前大多数服务器的容量利用率不足15%,VMware提供的服务器虚拟化平台,可实现以服务器资源利用率提升80%的成效[4]。

网络虚拟化以软件方式完整再现物理网络,能够虚拟物理网络节点为数个虚拟网络节点,可促进网络链接数量的增加。可将网卡和网络交换机虚拟化,进而将网络设备的数量减少。而在将分散存储资源进行集中存储时,可构成一个容量较大的存储池,便于统一备份和统一管理,促进存储资源可靠性的提升。虚拟网络不仅可以提供与物理网络相同的功能特性和保证,而且还具有虚拟化的硬件独立性和运营优势,包括快速调配、无中断部署、自动维护、支持旧版应用和新应用等。网络虚拟化将逻辑网络连接设备和服务(逻辑端口、交换机、路由器、防火墙、负载平衡器和VPN等)提供给已连接的工作负载。应用在虚拟网络上的运行与在物理网络上完全相同。

虚拟机在线迁移技术在分布式资源调度中具有重要作用。当虚拟机处于正常的运行条件下,可将其从正在运行中的物理机实时迁移至另一台物理机,具有零停机性能,维持了服务的连续可用性和完整性,且在用户眼中具有透明性。若是在运行当中需对某个服务器进行修理或维护,可应用线迁移技术,能够实现虚拟机在的服务器当中的相互转换,并且可将虚拟机的运行进行备份。此时,如果服务出现异常,可在备份的虚拟机上完成相应的服务,对于系统可靠性的提升具有重要的意义。除以上的应用之外,通过在线迁移技术可均衡服务器负载,优化相应的资源,并可将零散的虚拟机集中起来,将空闲的服务器关闭,具有较好的节能效果。

3.2 虚拟化资源池的应用

资源池化就是将计算资源、存储资源、网络资源通过虚拟化技术,将构成相应资源的众多物理设备组合成一个整体,形成相应的计算资源池、存储资源池、网络资源池,提供给上层应用软件。即利用虚拟化技术整合校园网中的资源,包括高性能服务器、小型服务器、刀片式服务器、网络存储、磁盘阵列、存储网络、交换机、路由器、防火墙、数据库、软件等,最终构成大型的数字化校园虚拟化资源池。

可以运用SMP、计算集群、负载均衡、主机虚拟化等技术形成计算资源池。例如整合服务器资源,首先把全校分散的服务器集中起来,统一管理,实现服务器资源网络共享,然后,通过全虚拟化产品( 如V m ware)的虚拟化技术把CPU虚拟化、内存虚拟化和I/O设备虚拟化,形成多个独立的虚拟机[5]。可以运用存储分区、RAID技术、虚拟存储等技术形成存储资源池。运用虚拟局域网(VLAN)、交换机堆叠、端口汇聚、VSS(Virtual Switch System,虚拟交换系统)等技术形成网络资源池。

3.3 动态资源调度

数字化校园的云计算技术应用主要体现在云数据中心建设中,以往的数据中心的IT基础架构采用固态配置,灵活性很差,当业务发展超出预期时,无法及时根据业务需求调整资源供给。云数据中心必须实现动态的资源调度,使业务系统资源配备按需调整,结合管理系统的资源监控,根据业务负载等情况,调整业务资源配给。

首先通过对计算资源、存储资源、网络资源进行优化配给,提高资源能力的耦合性。然后智能化地根据用户需要封装、分配资源,形成虚拟应用平台,用户在简单地部署自己的应用或数据后,应用系统即可投入使用。运维系统只需基于虚拟应用平台对物理资源的使用分析,即可动态地对其所用物理资源进行优化调整,以提高用户应用的运行效率和服务质量。

4 校园云数据中心逻辑架构

云计算技术依靠标准化虚拟化的方式有机地整合了云中的硬软件资源并以服务的方式通过网络提交给用户[6]。根据数字校园网络的实际应用状况,本着整合各种应用平台,优化资源结构配置,提供更方便灵活的用户服务的原则,通过统一的运维管理体系和安全防范体系,构建整体的云平台。建设云数据中心是数字化校园网络建设的重点,图1是校园云数据中心的逻辑架构。

云数据中心基于多层体系架构的应用平台,用于对外提供各种服务的多种类型的虚拟主机节点的集合构成了计算“资源池”,其不仅实现了基于服务器的CPU、内存、磁盘、I/O等硬件的虚拟化实现动态管理的“资源池”,同时还可以在各类型虚拟主机所在的物理服务器之间进行动态的迁移和变更资源。将存储资源通过基于磁盘阵列的存储虚拟化技术,完成存储资源池建设。此外对网络系统进行升级,通过多虚一和一虚多技术,完成网络资源池建设。

5 结束语

试论数字媒体与云计算的艺术创新 第6篇

一、数字媒体艺术的技术创新

在技术发展的早期, 虚拟世界是图像图形处理的最初阶段, 并在长期发展中得到了很大的进步, 其由最初的用于辅助中央处理器处理图片到如今, 运算能力已经比中央处理器高出多倍, 成为了数据运算的主要方式。增强现实是虚拟世界不断研究发展的产物, 两种技术的融合发展为数字媒体技术的实现提供了很大的技术支持, 是的数字技术实现了从内容到形式多方面的创新, 在增强现实和改造现实等方面作用显著, 有利于人们更有效地去解读现实。

除此之外, 增强技术在智能游戏的开发设计、大型影视作品的探索中, 使互动体验成为了可能, 让游戏参与者能融入到虚拟的游戏世界, 这一点在《驯龙高手》游戏中体现得最明显, 该游戏是由电影改编成的游戏, 将电影艺术与游戏体验相结合, 从而使人们能亲身感受艺术真实性的一面。

二、数字媒体艺术体验的革新

上述所讲述的主要以交互式体验为主, 比其更进一步的技术则是沉浸式体验的实现, 如3D、4D眼镜对增强画面效果的作用, 并在拍摄中将多位摄像机与无线飞行遥控感应相结合, 制作出来的视频就如人们亲身体验一般。

观众在视频观看过程中, 可穿戴3D眼镜, 从而能产生新的体验方式。还可通过相关设备, 采用全息式拍摄, 如在体育节目的拍摄中, 可将观众、天空、运动赛场等拍摄入画面中, 让观众全息体验, 但这种技术在目前仍然处于初级研究和试用阶段, 影响范围较小。

云计算在穿戴式设备的研究和设计中发挥着重要作用, 并且近几年的发展中, 体验式视频呈现爆增局面, 在网站等多种现代媒介技术的推动下, 实现了投资方与创业者双方共赢的效果。

3D设备, 也可称之为沉浸式体验设备, 在带动媒介技术和相关工艺革新发展的同时, 反过来又带动了媒介艺术品等创新, 在未来的发展中, 这些技术创新将不断在人们生活的多个领域进行渗透, 如汽车生产加工、玩具的开发等。将多种媒介艺术品及其相关研发技术应用到汽车展览等方面, 并对汽车的构造及元件等产生革新, 增加了汽车构造的艺术性和高端技术的实现, 保证人们在追求产品质量的同时, 能有很好的视觉享受。

三、数字媒体艺术的内容创新

随着现代信息技术的不断创新发展, 市场竞争环境越来越激烈, 很多媒介产品等在形式和技术上都进行了革新发展, 要在新的竞争环境中占据优势, 必须从内容创新方面着手, 在云计算发展时代, 内容的制造相当重要, 可以说是媒介技术和工艺发展的重要步骤。

当然, 重视内容的创新首先要对大数据时代和大数据的相关概念做一定的了解。大数据时代的到来, 也是计算机处理技术发展进步的产物, 同时也是统计方式的不断突破和发展, 但是大数据在应用中, 还是需要云计算等支持, 避免在应用中大的偏差的出现。新的发展时期, 各种社会信息不断呈现, 信息的冗杂程度越来越高。这就对计算机的信息处理能力提出了更高的要求。云计算中, 对样本和抽样调查选择中的偏差处理, 样本选择容量越大, 处理内容和复杂程度就越高, 如果对样本容量进行全部处理, 其复杂程度最高, 但是所得数据也就最精确, 很少存在样本与抽样之间的偏差。当然, 这对计算机的计算能力提出了前所未有的难度, 尤其是细节信息和数据的处理。

目前, 大数据在媒介艺术发展中应用最成功的典型是《纸牌屋》, 其在细节处理中技术精湛, 也是该网络巨作深受喜爱的原因之一, 是大数据时代网络信息技术和数字媒介技术发展的重要体现。但是这也是建立在互联网技术得到很多人的认同的前提条件之下, 人们习惯了从互联网上了解文字、音频、视频图像等信息, 网络观众队伍越来越庞大, 他们在追求媒介形式的同时, 也会关注媒介产品的内容, 尤其是具有新意的对象更能吸引他们的眼球。此外, 这也证明了云计算技术已经发展到了一个较为成熟的阶段, 能在数字媒介艺术内容创新方面提供更多的支持。

云计算与数字媒体艺术的融合发展, 相关的创作仍然有很大的发展空间。从虚拟世界、增强现实技术到很多魔幻主义代表作的出现, 如今超现实魔幻作品也不断出现, 不管是以哪种形式的出现的媒介产品和影视作品, 在其中融入云计算技术, 都能起到锦上添花之效, 这也是新时期技术革命的重要体现。

综上所述, 新的发展时期, 随着网络技术的不断发展, 多种新的技术不断融合发展, 技术交汇中对社会产生了更大影响。云计算与数字媒介艺术的融合, 使得媒介影视作品及媒介产品的形式不断多样化, 内容不断创新, 具有很大发展空间。

参考文献

[1]刘子祎, 王闻俊.浅谈云计算与数字媒体艺术的创新[J].传媒, 2014 (09) .

[2]丁蕾.数字媒体语境下的视觉艺术创新[D].南京艺术学院, 2013.

云计算与数字校园 第7篇

关键词：云计算,数字资源存储

当前, 在网络技术的迅猛发展下, 云计算得到了广泛的应用, 其作用越来越突出。而随着资源库规模的拓展, 以往所进行的数据备份对于当前用户在资源可用性、安全性等方面提出的要求无法满足, 所以及时有效规避数字资源存储问题是今后研究的主流方向。

1 云计算的概念

1.1 含义

云计算是随着互联网的形成而发展起来的, 其属于一种商业化的超大规模分布式计算技术。实际中, 用户可在现有的网络下自行分拆所需的庞大的计算处理程序, 使其变为若干小子程序, 然后置于多台服务器上组成更庞大的系统, 在一番认真的搜寻、计算、分析后把最后所得的处理结果反馈给用户。网络计算池将计算与存储资源虚拟成一个可以任意组合分配的集合, 其规模能够动态扩展, 分配给用户的处理能力可动态回收重用。采用这样的模式不仅能促进资源的有效利用, 而且平台的服务质量也随之提高。

云计算涉及到了并行计算、分布式计算、网络计算, 其是虚拟化、效用计算以及将基础设施作为服务laa S、将平台作为服务Paa S、将软件作为服务Saa S等概念混合演进并跃升的结果。

1.2 优势

(1) 规模大:“云”具有超大规模, 目前Google云计算已拥有一百多万台服务器, 其中微软、亚马逊等公司已拥有几十万台的“云”服务器。“云”可以赋予用户较高的计算能力。 (2) 虚拟化:云计算支持用户在任意位置使用各类终端获取所需服务。从“云”上得到所需资源, 不属于固定的有形实体。应用在“云”中某一环节运行, 不过对于用户而言, 不用掌握应用运行的具体位置, 只需一台笔记本或者一个PDA, 就能够利用网络服务得到不同的服务能力。 (3) 可靠性高:“云”实际采用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施, 以增强服务的可靠性, 相较于本地计算机, 云计算可靠性更高。 (4) 通用性:云计算不针对特定的应用, 在“云”的支撑下可构造多种形式的应用, 同一片“云”可同时支撑不同的应用运行。 (5) 廉价性:“云”的特殊容错措施决定了可通过价格低廉的节点来构成云;“云”的自动化管理会进一步减少数据中心管理成本;“云”的公用性与通用性会促进资源的有效利用;“云”设施处于丰富电力资源的区域中则能减少能源成本。所以, “云”有着明显的性能价格比, 用户可享受“云”的低成本优势。

2 数字资源库存储方案

2.1 存储策略

以往的网络存储系统主要将各类数据集中存储在一个服务器上, 给数据安全性与可靠性造成了影响, 难以实现大规模存储应用的实际需求。分布式网络存储系统将易扩展的系统结构作为中心, 将负荷分散在多台存储服务器中进行存储, 通过位置服务器对存储信息准确定位, 系统可靠性、存取效率不仅增强了, 而且还有利于扩展。

在云计算范畴内的数字资源安全存储系统涉及到了客户端、交互接口、控制中心、云存储端。

(1) 客户端:客户端是数字资源的最终使用者, 主要对交互接口进行合理调用, 将服务请求发送至控制服务中心并有效处理, 同时在存储云端中获取所需服务数据反馈给客户端, 通过加密提高数字资源存储安全性。

(2) 交互接口:主要根据各类用户, 如政府、教育机构、企业等开展相对应的服务接口, 实际发挥用户数字资源格式转换、用户认证、用户权限管理等优势作用。

(3) 控制服务中心:该中心利用控制节点对系统各数据进行处理与计算 (交互接口的传输请求、数据索引等操作) 。控制服务中心的职责是有效管理节点集群, 经过一番动态调整来实现具有弹性的可伸缩的用户数据处理, 并储存于数据池中。

(4) 云存储端:职责任务是将整体用户数据及操作良好的储存, 通常很少涉及数字资源间的关系及其组织结构。

2.2 备份容灾策略

将全局性的负载均衡设备安装于核心节点上, 保证访问的透明化及引导的智能化, 提高资源访问效率;构建可靠性高的服务器集群与满足业务需求并易于扩展的分布式存储系统, 存储总量在1 000 TB, 制定行之有效的备份容灾机制, 良好地服务于广大的用户。建设以云计算为中心的数据资源库过程中, 应贯彻落实“两地三中心”的措施, 做好数据与环境备份工作。

3 结论

综上所述可知, 云存储是基于云计算概念而发展起来的, 主要利用分布式文件系统、集群应用、网格技术等功能, 把网络中各类庞大的存储设备通过应用软件结合在一起协同工作, 配合协作对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。如果庞大的数据存储与管理是云计算系统运算和处理的核心, 就要求云计算系统拥有匹配的存储设备, 这样云计算系统就会生成一个云存储系统, 因此云存储主要是基于数据存储和管理而形成的一个云计算系统。

参考文献

[1]李刚健.基于虚拟化技术的云计算平台架构研究[J].吉林建筑工程学院学报, 2011 (1) .

[2]陈全, 邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用, 2009 (9) .

[3]陈海波.云计算平台可信性增强技术的研究[D].上海:复旦大学, 2008.

[4]朱惠娟.云计算及其在网络学习环境构建中的应用初探[J].中国电化教育, 2009 (4) .

智慧校园中物联网与云计算应用 第8篇

2008年11月, IBM在纽约召开的外国关系理事会上提出“智慧地球”这一概念。之后引发了全球关于“智慧城市”的讨论热潮。智慧校园是一种独特的校园系统, 它将学校的教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行整合, 通过云计算、物联网、虚拟化、大数据、移动互联、商业智能、社交网络等的信息技术手段, 结合网络、技术、服务的智能综合信息服务, 全方位实施教育信息化, 提高应用交互的灵活性、明确性和响应速度。

智慧校园的核心是服务, 以服务学校、服务教学、服务社会为方向, 主要强调智能感知、资源组织、信息交换、管理逻辑与科学决策等。它的最终目的是将学校物理空间与信息空间有机衔接, 建立起一个智能的教育教学环境和便利舒适的生活环境, 改变在校师生与学校资源、环境的交互方式, 从而向用户提供更为便捷、优质的服务。

随着智慧校园的提出与实施, 传统校园教育教学、生活环境、管理服务模式正在逐渐被改变。总体而言, 智慧校园的基本特征包括以下几点。

(1) 感知化的系统构成。智慧校园运用传感器、采集器、二维码、射频识别等感知技术和设备对校园中与教育科研、环境、管理和生活服务相关的所有信息资源进行采集、处理与管理。结合校内物联网系统的管理与控制, 提高校园的运行效率。

(2) 基于“大数据”的决策支撑。学校各应用系统中累积的大量数据, 依据这些数据建立的数据模型, 然后进行数据的统计与分析, 并预测未来可能的发展规律。最终为学校管理层做出正确决策提供有力的支撑。

(3) 无障碍的个性访问服务。通过校园有线、无线、移动网络的无缝融合的网络环境, 为校园内海量用户提供随时随地接入网络的便捷服务。访问渠道多样化也为用户提供便利, 用户除了通过传统PC机访问网络之外, 还可以使用手机、掌上电脑、电视等各种终端获取所需信息。在访问内容、界面与方式方面也能够提供按需定制的个性化服务。

智慧校园的关键支撑技术

1.物联网 (The Internet of Things)

物联网技术与智慧校园的实施密不可分, 它连接了校园网中各类基础设施并提供智能感知的一体化智能环境, 完成了智慧校园的首要目标。物联网, 即“物物相连的互联网”, 它通过射频技术 (RFID) 、无线传感网络、移动网络、全球定位系统与激光扫描器等信息技术手段, 按约定协议将人员、物品与网络连接起来, 进行信息通信和信息交换, 从而实现智能化的识别、定位、监控、跟踪和管理的一种网络。

实现物联网的关键技术是射频技术 (RFID) , RFID是一种通过射频信号来达到无接触传递信息的自动识别技术。一般而言, 基本的射频信号系统包括标签、阅读器和支撑软件。RFID标签由芯片和天线构成, 且具有唯一的电子编码。天线作为RFID标签的核心的技术之一, 每个RFID标签具有单个或多个天线;RFID阅读器的主要任务是接收标签的反馈, 并控制射频模块往标签发射读取信号, 同时解码标签对象的信息, 将此信息及标签上的其他相关信息发送至主机进行处理。RFID标签和阅读器所使用的频率成为RFID工作频率, RFID频率的选择影响着信号传输的距离与速度等。

目前的高校信息化应用中也存在着物联网技术, 例如图书管理和资产管理所用到的条形码技术、校园一卡通的IC卡识别技术等。这些应用较为单一、数据信息无法整合, 因此还没有形成智慧化校园模式。利用射频技术 (RFID) 在高校各层面建立物联网体系, 并与校园网络有机结合, 即可解决校园数据采集问题。物联网技术有效的帮助智慧校园建设, 对校园内的人员、车辆、物资、基础设施等进行感知、定位与控制。通过覆盖校园的网络将收集的信息传输至信息处理中心, 经过处理分析后的信息与原有信息融合之后, 再由校园信息指挥系统对获取信息进行智能处理, 将结果反馈至学校各级管理部门, 为决策提供可靠有力的帮助。

2.云计算 (Cloud Computing)

云计算作为被讨论的热点名词, 已经成为了未来发展的重要趋势之一。美国国家标准与技术研究院 (NIST) 将云计算定义为一种按使用量付费的服务模式, 这种模式将网络、服务器、存储、应用软件等计算机资源形成可配置的资源共享池, 使这些资源可以快速、按需且弹性的提供给使用方。图1所示为云计算架构层次, 其中包括基础设施即服务 (Iaa S) 、平台即服务 (Paa S) 和软件即服务 (Saa S) 。

数据中心是云计算的核心, 其资源规模与可靠性对上层的云计算服务有着显著的影响。云计算数据中心特点为: (1) 自治性, 相对于传统数据中心, 它摆脱了人工维护, 在系统发生异常时可自动重新配置并恢复。 (2) 规模化, 通过大规模集群的统一标准化管理, 使设备管理的成本大幅降低, 同时, 云计算数据中心采用大规模高性价比设备, 并可扩展规模空间。数据中心为云计算提供大量资源, 虚拟化技术则实现了基础设施服务的按需分配。因此, 虚拟化技术成为了实现云计算资源池化和按需服务的基础。

云计算作为实现智慧校园的重要支撑技术, 它使科学、可量化的决策成为可能。同时, 云计算也为智慧校园中的上层应用提供了计算、存储和共享等服务。作为一种成熟的互联网商业模式, 云计算被引入到智慧校园基础服务平台的建设中, 它利用了高校现有资源, 通过云计算及虚拟化技术, 整合校园中可利用的现有资源, 在不增加购置其他大型设备的状况下, 实现海量数据挖掘、复杂的科学计算和大规模分布式存储, 使资源可以动态的伸缩调整, 让超级计算机的性能更加显著, 以此使得智慧校园的智慧特征更易实现和突出。

总结

随着科技水平日益更新迭代, 教育信息化迫切需要从数字校园向智慧校园转型。而物联网、云计算等的关键支撑技术的迅速发展与应用为智慧校园的转型提供了良好的实现手段与外部环境。毫无疑问, 在未来, 智慧校园会渗透到校园中的每一个角落。智慧校园建设也将为师生提供更快捷便利的服务, 加快科研项目完成速度, 提高科研质量, 丰富校园文化, 提高校务管理效率。