云计算在教育领域的应用

李政奇

（广西师范学院，广西 南宁 530023）

云计算在教育领域的应用

李政奇

（广西师范学院，广西 南宁 530023）

随着云计算的迅猛发展和普及，将云计算和教育相结合应用于教育领域，进一步完善教育信息化建设，提高教育与教学质量，对于现代教育至关重要。文章在云计算和其服务方式的基础上，重点分析了云计算在教育领域的应用现状以及教育云服务平台架构。

云计算；教育云；计算框架；服务模型

随着云计算技术的发展和普及，教育技术信息化的进一步深入为教育领域注入了新的生命力，为未来教育领域的发展方向指明了道路。将云计算技术应用到教育教学当中，就是一种新的尝试。

云计算概念自2007年提出后，最近几年更是引起人们的关注和热捧。云计算技术以其强大的功能和特点迅猛发展，并且已经在一些商业领域得到了实际应用。比如2006年Amazon推出的弹性计算云。企业可以通过“租赁”来获得Amazon提供的计算容量和处理能力来运行该企业的应用程序；Google公司也推出了基于浏览器的企业云计算应用服务；除此之外，还有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。由此不难看出，云计算对于商业领域的发展有着积极的促进作用。对于教育领域，相信随着云计算和教育的结合，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。

1　云计算及其特点

1.1 云计算的概念

最早的云计算可以追溯到效用计算，是计算机科学家John McCarthy于1961年提出的概念：“如果未来我倡导的计算模式能够得到使用，那么有一天，计算也可能像电话一样成为公用设施……计算机应用（computer utility）将成为一种全新的、重要的产业基础。”虽然云计算思想是在这时候提出来的，但是却没有得到实质性的应用。随着网络技术的飞速发展，直到2006年，云计算才真正开始应用并进入商业领域。对于云计算，目前还没有一个统一而准确的定义。广义上讲，云计算可以看作是一种模型，其通过Internet实现随时按需地从云端（通过网络整合的分布式计算机存储、计算、操作系统、服务平台等虚拟的资源池）获取所需的资源（例如，服务器、应用软件、操作系统、存储及相关计算机应用和资源），该资源可以被用户快速地使用和释放，大大降低了服务提供者和管理者的工作量。

1.2 云计算特点

云计算模型由5个基本特征、4种部署模型和3种服务模型构成。其特点主要如下：（1）按需使用。只要配置好之后用户就可以自动获取和访问云资源而不需要云提供者的再次介入。（2）泛在接入。云计算通过不同的架构和协议、接口等来对潜在的未知用户的不同需求提供特性化的定制。（3）多租户。一个服务程序或者资源池里的资源可以服务于不同的用户，用户之间相互隔离，也就是多租户。（4）虚拟化。通过虚拟化技术云计算为租户（用户）提供各种IT资源，比如存储、应用程序、计算机软件和硬件等。

2　教育云相关概念及现状

2.1 教育云的概念

云计算在教育领域中的迁移和推广被称为“教育云”，是未来教育信息化的发展方向和基础架构。教育云一般包括“云计算辅助教学”（CCAI）和“云计算辅助教育”（CCBE）等多种形式。

云计算辅助教学是指学校和教师利用云计算支持的教育“云服务”，构建个性化的教学环境，充分利用云计算所带来的便利为教学提供更加高质和高效的教育条件；云计算辅助教育属于计算机科学和教育科学的交叉领域，是一个新兴的学科概念，它是指在教育的各个领域中，利用云计算提供的技术支持来辅助教育教学活动。

2.2 教育云的发展和研究现状

目前，国外对于云计算在教育领域的应用以Google协作平台，IBM“蓝云”和Amazon的“云计算开放式基金”等单一系统为代表，服务功能相对单一。对于国内云计算在教育领域的应用有一定发展，但还亟待完善。这方面的代表主要有：在线课程（网易公开课为代表）、精品课程系统、网络资源（比如各种云盘分享）和学校贴吧、BBS等交流分析平台。现在的系统或者平台在目前的状况下无非就是简单的资源分享、报名培训或者是视频授课，但是对于未来教育，云计算这些远远不够。

未来云计算在教育系统的应用应该更加深入和细化，在教育云中应该包括教育信息化所必需的一切软硬件资源，将这些资源虚拟化构建成的统一云服务平台为用户提供服务，用户多元化，不仅仅是老师和学生还有学校行政人员等都在这个平台的服务对象之中。对于普通用户学习者来说，可以根据自己需要，利用教育云服务平台提供的资源，选择和组合适合自己的学习方式和学习内容；教育管理机构和科研人员可以通过技术在云端对教学资源科学管理，设计出更好的教学方法和教学过程；通过教育云服务可以为学习者和老师以及管理者提供在线交流、在线学习以及在线资源管理等功能，并且利用云计算多用户的框架可以提供更多更丰富的资源和服务给用户。

2.3 教育云平台基础架构

教育云平台是在云计算的迅猛发展和网络速度的大步提升之下出现的，其根本目的是服务于教育，而云计算是其技术基础，其基本的工作方式如图1所示。从图1可以看出，教育云平台类似云计算的基础架构一样，自下而上分为4层：物理资源池层、虚拟层（资源池层）、中间件层和接口层。

如图1所示，最底层的物理资源池层主要由各种物理硬件设施组成，包括存储器、服务器等设备。它们之间是物理连接方式，是教育云计算的基础设施。

资源和设施虚拟化，提供虚拟环境、虚拟平台、虚拟系统以及各种学习资源等服务功能。中间件层主要提供对于教育云资源和程序的统一配置和调度，规范不同的用户行为，比如负载均衡管理、权限管理、访问管理、网络管理和登录验证等。接口层主要负责用户设备的接入，处理用户的发送和请求服务，并对所有操作标准化处理，为用户和其他程序提供功能和交互接口。

资源池层是虚拟的一层，通过技术手段对物理资源池层所提供的各种当实际运作的时候，通过将教育的各种软硬件资源虚拟化的置于云端，组成教育云，然后供用户访问和操作。

当用户通过终端账号登录云计算系统访问云中的资源时，由云计算资源管理系统为云用户自动分配满足计算性能需求的计算机，自动收索教育云中的资源并选择最佳路径来发送数据，当一台服务器发生故障时，能自动转向其他服务器，实现对已有教育资源的全局分配和管理。用户使用云端的资源时并不知道当前访问的资源处在何处的哪台服务器上，只要拥有网络和设备终端，就能随时随地进行访问，不再受地域和时间的限制。对于任意的一个云计算用户，教育云系统都能够自动分析用户的IP地址、确定路由、寻找距离当前访问最近的资源，并与之建立连接，提供最快最佳的访问服务，充分利用教育云的软硬件资源，提供强大的服务能力。

图1　教育云平台架构

3　结语

云计算作为一种越来越重要的新兴技术，它的低成本和高效性得到了用户的肯定和接受。当云计算和教育相结合，在教育领域，势必会给教育的发展带来新的机遇，极大地降低教育成本，提高教育普及速率，改善教学质量。虽然目前我国的云计算还处于起步阶段，但云计算的优势和特性一定会使得其在教育领域大放异彩。未来开发人员应该更加努力地投入到教育云系统平台的应用开发之中，更加细化云计算在教育领域的应用，实现系统自由化、个性化、多元化和自动化功能，随时随地为学习者推荐和组合学习资源，提高学习效率和质量。

The Application of Cloud Computing in the Field of Education

Li Zhengqi
（Guangxi Teachers Education University， Nanning 530023， China）

With the rapid development and popularization of cloud computing， it is very important for modern education to combine the cloud computing with education and applied it to the field of education， further improve the educational information construction and the quality of education and teaching. On the basis of cloud computing and its services， this paper focuses on analysis of the application of cloud computing in the field of education and education cloud services platform architecture.

cloud computing； education cloud； computing framework； service model

李政奇（1990— ），男，陕西咸阳，硕士；研究方向：数据挖掘与服务计算。