云计算在计算机专业教学中的应用研究

[摘 要]云计算作为一种新的商业计算模式，为我国教育信息化建设提供了新的思路。云计算在教育教学中的应用，有利于提高教育教学质量，因此加强云计算的应用。本文主要是对云计算的涵义、特点，在教育教学中的应用和计算机专业教学中的应用进行分析论述，希望提供一些有价值的参考。

[关键词]云计算 计算机 教育教学

中图分类号：G72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0005-02

绪论

云计算被认为是继PC、互联网之后可能再一次改写IT面貌的“第三次IT革命”。以PC为核心的第一次IT革命主要解决信息的本地处理能力，大部分的的计算和存储都在本地发生，人们大多数活动都围绕PC来完成，但是信息的分享和交换主要以光盘、软盘等方式为主，信息交换率很低。以互联网为核心的第二次IT革命则极大提升了信息的交换和传播效率，尤其是Web 2.0技术的发展进一步改变了信息的产生和交互模式，互联网上的信息出现了爆炸性增长。面对如此海量的信息，如何高效的处理并为用户提供快捷有效的网络服务，成为互联网发展面临的首要问题。正如马丁・路德・金所言“所有的进步都是不稳定的，一个问题解决了，我们不得不面对又一个新问题。”从分布式处理到并行计算再到网格计算，IT界始终没有终止创新的步伐，基于分布式处理、并行处理和网格计算发展的云计算应运而生，它将彻底改变人们获取信息、软件甚至硬件资源能力的方式。它不仅会颠覆传统的PC桌面软件模式，也会颠覆人们生成软件、获取计算和存储能力的模式。

“云计算”自2007年被提出后，逐渐引起人们的关注和热捧，一时间风起云涌，云计算技术以其强大的功能已经在一些商业领域得到应用，如亚马逊、谷歌、IBM、雅虎、微软等互联网企业使用云计算平台构建自己的业务系统。随着云计算时代的到来，云计算技术也将对教育领域产生重要影响，促进教育教学的发展。 本文主要是对云计算在计算机专业教学中的应用进行论述。

1.云计算的概述

1.1 云计算的涵义

由于云计算技术的迅速发展，关于云计算的解释众多，目前对云计算的定义众说纷纭，但总的来说主要包含两方面：构造上层应用程序的基础是构建底层云计算平台的基础设施；另一方面的含义是指在基础设施平台上构建云计算应用程序。总结来说，云计算是利用大量的分布式计算机联合成一片“云”，借助互联网技术，实现按需服务。云计算收集互联网中的所有资源信息，然后供用户利用和检索。同时云计算可以将计算任务分散到大量计算机构成资源池上，使应用系统按需获取计算能力、存储空间和信息服务等。云计算的出现使得计算能力可以进行流通，就像水电一样的商品，区别在于它的流通是借助于互联网技术。

云计算的运行的原理是个人用户运行的应用程序不运行在个人用户的终端设备上，如个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在网络上的服务器集合体中。处理的对象不占用本地的存储空间，存储在网络上的数据库中。网络服务器和数据库的管理及维护由提供云计算服务的专业企业负责的。

1.2 云计算的特点

1.2.1虚拟化

云计算的最主要特点就是资源虚拟化并将虚拟后的资源加以自动管理和配置。虚拟化是云计算的主要特征，它实现了计算机软件和计算机硬件的分离。利用此技术可以将资源分享给不同的用户，另外资源的放置、管理与分配对用户都是透明的。

1.2.2弹

云计算还可以根据用户的需求提供弹。通过云计算技术，用户的服务规模可快速伸缩，从而自动适应业务负载的动态变化，这样就可以避免因为服务器性能的过载或冗余而导致的服务质量下降或资源的浪费。

1.2.3可靠性和可用性较高

云计算具有高可靠性和高可用性。在使用的时候，云计算系统通过数据冗余技术和分布式存储技术来提高数据的可靠性。另外，云计算系统可以自动检测服务器中的失效节点，并且自动将失效节点排除，这样就可以不影响系统的正常运行。

1.2.4降低用户成本

使用云计算技术后，用户可以按需服务从而降低用户的成本。云计算按需提供服务，用户可以选择按需付费的模式。运营商以服务的形式为用户提供应用程序、开发平台、基础设施等资源，这样用户就可以不用购置软硬件等基础设施从而为用户节省了软硬件购置和运维费用，并且用户可以根据需要定制、修改服务，提高了用户的资金利用效率。

2 云计算在教育教学中的应用

2.1 云计算的教育价值

云计算在教育中的应用有利于实现系统互联、资源共享等。教育中的计算机应用，作为一种新的服务模式，受到广泛欢迎。《教育信息化十年发展规划（2011―2020）》中明确提出了建设中国教育信息化云服务平台的任务和行动计划。教育云服务的发展是推进我国教育信息化向纵深发展的一次机遇，教育云有希望解决“教育不平等”和“资源浪费”等诸多问题。

2.2 云计算在教育领域应用的重要性

2.2.1节省学校的教育成本

云计算对用户端的设备要求很低，它能把分布在大量的分布式计算机上的内存、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池，并通过网络为用户提供实用计算服务。随着技术的发展，学校不得不经常更新电脑设备，这会增加学校的教育费用。在云计算背景下，绝大部分任务将交给云端（分布式计算机服务器）来完成，用户不用担心硬件性能、软件版本、数据同步、信息安全、存储备份、带宽等各种问题，只要拥有网络和终端设备，就能够像使用水和电一样，随时、随地、随需地利用教育资源，获得教育服务。

2.2.2有利于共享教育资源

我国的教育发展存在差异性，中西部的教育水平远远不及东南部。而云计算平台建立了一个庞大的虚拟资源池，各地各个学校的教师可以在这一资源池中上传或下载教学资源，解决了许多学校资源更新速度慢、利用率低的问题。此外，云计算对学生的合作式学习也有很大的帮助，如Google Doc软件可以使学生方便地进行文本的创建、编辑和共享，尤其是对于一些需要小组讨论合作完成的作业，提高了学生的学习效率和效果。

3 云计算在计算机教育教学中的应用

就目前来说，现阶段，云计算在清华大学、中科院等单位中得到应用，并取得了很好的应用效果。在未来，云计算将在我国科研领域与高校得到广泛的应用普及，各大高校将根据自身研究与技术领域的需求来建立云计算应用平台，各大科研机构也会对各下属研究所的服务器与存储资源加以有机整合，提供高效率并且可复用的云计算应用平台，为教学与科研工作提供强大的计算机软硬件资源，进而大大提高教学与研发工作效率。

3.1 计算机专业教育的现状

现阶段，我国的计算机教育存在着以下几个问题：

3.1.1教学资源分布不均匀

各大院校的地理位置不同，导致教学资源分布不均，如在东南部经济较发达，东南部的职业院校就有更好的硬件教学资源（如实验室，电脑设备等），此外，还跟各大院校的名气有关，知名的职业院校往往比不知名的职业院校获得的关注度高，所以知名的职业院校也拥有更好的软件教学资源（如：教师更愿意待在知名的职业院校中）。

3.1.2设备更新换代快，增加教学成本

随着科技的飞速发展，IT技术也在不断进步，计算机教学对硬件教学资源（实验室和电脑设备）的要求不断提高，各大院校基本每两年都需要对这些实验室和电脑设备更新换代，而这些都需要资金成本，从而给各个职业院校的经济造成压力。

3.1.3教学资源共享利用率低

近年来随着网络的发展，各大职业院校都开设了网络教育和远程教育，并且还把本院校内部的相关课程结合起来，这样就使得软件教学资源在一定范围和程度上得到了整合。但是由于距离的关系，硬件资源还是重复利用居多。这个问题造成了互相矛盾的两方面后果：一方面各大职业院校硬件教育资源重复投入；另一面这些教学资源分布的差异化越来越大导致教师教学质量的差异化也越来越大。因此，怎样将这些教学资源进行最大化的合并利用，成了减少各大院校教学成本，缩短各大院校教学质量差异并且提高各大院校教学质量的最大问题。

3.2 云计算在计算机专业教育教学中的应用

云计算的提出可以实现教学中实验室电脑设备要求的最小化。因为，在一个云计算的网络中，教学课堂、实验室，甚至电脑设备都可以从云计算的网络中获得，而各大职业院校之需要提供给学生最简单的电脑终端设备和互联网，学生可以通过电脑终端上的浏览器通过互联网使用云计算网络中的实验室。这样不但可以节省各大院校的设备成本，还可以让学生随时随地的利用网络学习，实验和资料处理。

云计算需要大规模的网络，另外对于资源协调也有一定的限制，所以目前倡导和实施云计算的主要都是几个大公司。由于云计算的资金成本较高，所以现在云计算的大部分项目都是以商业目的为主的应用，仅有少数是针对教育的，而且这些少数的针对教育的项目也是在使用大公司的计算机资源的基础上实施的。如果采用现有的云计算方案，虽然实施起来更简便，也可以降低短期的实施成本，但就长远来看，造成原有硬件教育资源的浪费。所以各大职业院校想在现有硬件教育资源和教育网络上部署云计算的应用要实施以下步骤：

第一，也是现在许多职业院校正在进行的工作：对各大院校现有的教学资源进行改造，整合。

第二，建设一个新的设备中心，这个中心只需要提供最基本的应用服务，如：终端（可以接入云计算网络的），在此终端上可以运行教学系统，可以访问虚拟实验室系统和应用服务其等。

第三，对各大职业院校的基础设施（即设备中心）进行抽象，运用虚拟技术将各个院校的教学资源进行重新分配，同时为各个设备中心建立虚拟的云接入点（cloud protal），让它都能以最快的速度登陆到云计算网络。

4.结束语

云计算的应用有利于提高工作效率，提高教学和科研水平。本文主要是对云计算在计算机教育教学中的应用进行论述，希望加快云计算在教育教学中的应用，从而促进教育教学的发展。

参考文献：

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