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云計算包含了控制、分層架構、虛擬、負載平衡等各種計算機常用的技術,也融入了網絡技術,將互聯網上大量擱置在一邊暫時不用的設備和資源合理利用起來,使得存儲空間指數被擴大。云計算論文的開拓為數據存儲帶來了福音,讓各種資源設備能夠體現自己的價值,是互聯網時代一個重要的里程碑。
1 云計算
云計算作為一種計算的模式,主要是基于網絡來實現的,在云計算技術發展中,將分布式與并行處理的思維充分融合到一起,結合網絡的計算與存儲功能,運用虛擬的方式來實現數據的存儲和運算。在云計算中,數據不再依賴于本地的計算機或其它的終端來進行存儲,而是運用網絡技術,移駕到網絡上大量的閑置資源上,這是資源運用的改革創新,通過云計算大大解放了本地設備的資源占用率,釋放了大量的存儲運算空間。“云”作為一個資源共享的平臺,任何用戶都可以用手中的設備終端通過網絡與“云”相連,實現資源的管理,免去了購買更多存儲空間。“云”實際上包含了巨大的存儲空間,這些存儲空間都是由無數的計算機和服務器構成的,云計算的方式相當于一個資源合理分配的過程。
2 云計算體系結構和服務模式
2.1 云計算的體系結構
云計算的體系并不復雜,簡單來說可以通過各個結構的功能不同將其分為三個層次。首先,最基層的就是提供資源共享的基礎管理層;其次,云需要與外界的設備進行連接,為其提供服務,我們將這一層次稱為應用接口層;再就是運用云計算來實現具體的操作層次——訪問層。這三個層次之間看似獨立運作,各自實現一定的功能,實則具備相互遞進的關系,由下到上依次深入云計算的核心功能。
2.2 云計算的服務模式
云計算有三種不同的服務模式,基礎設施、平臺和軟件。基礎設施又可稱為服務IaaS,是最基礎的服務模式,它使用起來沒有特別的嚴格規范,適用于一些基礎設備,例如虛擬的服務設備;平臺服務即PaaS,用戶可以通過這個平臺提供的服務將自己的一些應用進行托管,平臺服務不想基礎設施服務那樣自由,在使用中需要按照具體的細則要求來開展;軟件服務也稱SaaS,它通過瀏覽器將完整的軟件輸送到用戶,實現軟件資源的共享,在日常生活中有很多的應用實例,例如人力資源管理就需要用到這樣的軟件服務模式。
3 云計算關鍵技術問題
3.1 訪問控制管理
訪問控制管理的主要目的是保障數據的匹配性,不同的用戶將數據存儲到云端,如果沒有相應的管理技術,那么云計算的安全性就岌岌可危,云計算所構造的美好藍圖也將淪為泡影。為了控制訪問權限,需要對于每一位用戶做一個安全保障,這就需要密碼學的應用,通過加密的方式將每一份數據資源存儲起來唯一面對一個用戶開放。在密碼鑰匙設置中還需要解決很多問題,如密碼忘記,有效時限等,這都需要有一個系統的管理。
3.2 數據安全問題
用戶需要通過云端來實現數據的存儲及運算,這就涉及到數據傳輸、數據存儲、數據清理、數據隔離等多種相關的關鍵技術,這些技術的核心都是保障數據在云計算過程中的安全性。在數據傳輸過程中,為了保證數據傳輸過程中不會發生泄漏,需要進行加密處理,但是在加密保障安全性的同時數據可能會出現丟失情況;相反的,如果保證數據傳輸完整性,那么數據的安全性能又將降低。因此,如何協調安全保密與完整不丟失的關系式數據傳輸中需要解決的問題。目前主要采用的數據存儲技術有GFS和HDFS兩種,為了保證存儲的安全,以及數據在讀入與寫出之間的流暢有序,相關的存儲計算還需要不斷的改進發展。數據隔離技術是對數據動態變化過程的一個控制,可以有效的隔絕病毒的入侵,保證數據的安全,因為云計算利用成百上千的計算機及服務器,我們不能保證每一個空間都是絕對安全的,因此相應的隔離技術是必須的。當數據刪除之后,如果還存在殘留不但占用存儲空間,通過一定的技術手段還可以對其進行恢復,這將導致用戶信息的泄露,因此,云計算技術發展需要開發一定的殘留鑒定并清除功能,使得用戶能夠放心的使用云計算。
3.3 虛擬技術
虛擬技術是云計算的支撐技術,正是基于虛擬技術的使用才使得用戶能夠實現數據的存儲及運算。在云計算中,用戶在實現資源的共享時,一些不法之徒可能利用虛擬技術的漏洞進行文件破壞,這將有損用戶的利益,使得云計算處于不安全的地位。因此,虛擬技術需要解決很多的問題,關于虛擬化軟件和虛擬化服務器都需要做很多的防護工作,虛擬化層在滿足云計算功能的同時,需要不斷提高自身的完整性,減少漏洞出現的可能性,即使出現漏洞也要能進行即時的恢復。虛擬技術是云計算可行性的保障,正是虛擬技術才使得廣大的資源空間能夠實現充分利用,但是虛擬技術也帶來了一系列可攻陷的漏洞,因此,解決好可行性與完整性是云計算的關鍵問題,只有這樣才能充分保障信息的安全。
關鍵詞:云計算;云存儲;企業應用
中圖分類號:TP29 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 06-0000-01
Enterprise Applications Analysis of Cloud Computing and Cloud Storage Technology
Cai Han
(China Shipping,Xiamen361006, China)
Abstract:Cloud computing use the Internet as computing platforms,
will be more widely involving mass data processing tasks.Mass data processing refers to the large-scale data analysed and calculated.In the Internet age,the Internet data statistics and analysis of many is mass data level for corporate data storage,provides an important service.This paper analyzes the application of cloud computing,introduces the types of cloud computing infrastructure,in-depth analysis of the cloud computing and the relationship between the enterprise applications.
Keywords:Cloud computing;Cloud storage;Enterprise application
云計算技術帶來了IT技術領域的重大變革。它極大地降低了企業的IT建設及運營維護成本,降低了能源消耗,大大加快了企業信息化建設進程。云計算與互聯網的結合也催生了IT商業模式的革命,使得越來越多的公司不再購買和維護軟硬件,而是從亞馬遜等公司租用計算、存儲、網絡資源以及IT服務,使得企業實現信息化變得像獲取自來水一樣方便、廉價。
一、云計算的應用類型
目前流行的幾種基于云計算的應用類型。這些應用分為三層或三類,分別是平臺或基礎設施方面的應用、業務應用和業務服務?;谄脚_的應用主要集中在為用戶提供存儲服務(云存儲)、計算能力(計算云)、數據庫服務(云數據庫)。云存儲是一種基于網絡的數據存儲模式,數據被存儲在多種虛擬服務器上,通常由第三方的組織來管理,而不是用專門的服務器來管理。數據托管公司運營大型的數據中心,用戶通過從公司購買或租用存儲空間來存儲自己需要托管的數據。數據中心的運營商在后臺根據用戶的需要虛擬化資源,對用戶來說就像在使用虛擬服務器,這樣用戶可以自己管理自己的數據。而實際上,這些資源或許橫跨了很多不同的物理服務器。
二、云計算中的基礎設施
云計算中的基礎設施可以建立在虛擬化、網格計算或二者結合的基礎上。網格計算(或者計算網格的使用)是指多個計算機同時處理一個問題的計算模式,處理的往往是需要大量計算資源、需要訪問大量數據的科學或者技術問題。它是一種分布式的計算模式,通過將網絡上的、松耦合的計算機聯合起來組成一個“超級虛擬計算機”來完成大型計算任務。這項技術已經應用在運算密集的科學、數學和理論問題的運算上,參與運算的計算機是以自愿的形式加入的。在商業機構中也有多種不同的應用,如藥物研發、經濟預測、地震分析、股票數據處理、電子商務和Web服務。在這種計算模式下,計算任務被拆分為許多小的部分,不同的部分在不同的計算機上同時、獨立、并行地進行。因此,對于需要在計算過程中交換中間結果的應用,這種計算模式是不適用的,因為不同的處理器和存儲系統很難保證高速的連接。網格可以實現本地、大學內部、區域性和國際性的應用、數據和存儲資源的分享及管理。Google的搜索引擎就是以網格計算的形式,通過上千臺服務器來處理搜索請求、尋找新的站點、存儲文件和管理廣告。
三、云計算對企業的影響
云計算模式能極大地降低企業或者學校的信息系統建設的成本。對于他們來講,通過投資建立計算中心成本較大,并且難以與他們的信息系統的快速成長和服務多元化要求相匹配。具體來講,云計算為企業帶來的便利歸納為以下幾個方面。
(一)商業模式和理念的轉變。IT公司的商業模式從實體的軟件或硬件產品銷售轉變為相應的軟硬件服務的提供。通過云計算,更多的應用能夠以互聯網服務的方式進行。云計算的先驅者之一谷歌甚至強調未來幾乎所有的軟件都可以搬上互聯網,以服務取代軟件。云計算將帶動整個商業模式的轉變,延伸出新的商業體系,特別是IT企業商業理念也需要轉變,當前的軟件銷售轉變為服務銷售,將實體變為網絡中的相關服務提供給個人用戶或企業用戶。
(二)提高管理效率、服務水平。利用云計算的商業服務平臺提供用戶和提供商之問交互的平臺,用戶不用花精力去開發相應的軟件或提供相應平臺,只需要付少量的費用就能實現現代化的信息管理,將更多的精力用在企業的實質管理和服務客戶,增強了企業的自動化度,能提高企業的管理效率及相應的服務水平。
(三)降低運行維護成本。企業只需定制相應的服務,由云服務商或云端提供需要的基礎架構、服務、軟硬件資源等,可以節約成本,不用投資購買昂貴的硬件設備,負擔頻繁的維護與升級,企業不需要建立自己的數據中心、大型機房、服務器中心等并相應減少硬軟件的運行維護費用。
(四)提高了資源利用率。云計算模式中多企業共用相應的基礎架構,由云計算提供更強的管理機制、自動化部和高層次的虛擬化,將實現網絡虛擬環境上的最大化資源共享和協同工作。企業可以自己組建云計算基礎設施,也可以按需或按時租賃的方式來完成企業的計算任務、存儲、平臺服務等,多個企業共享云計算基礎設施,在節約成本的同時提高資源的利用率。
四、結束語
云計算是集成了大量資源的高效運行模式,在數據存儲與處理中具有極高的應用價值,因而在企業中廣泛應用,應用云計算和云存儲技術能夠改變企業運營模式、提高管理效率、降低系統成本、提高資源的利用效率,對現代企業的信息操作產生了劃時代的影響,在企業信息系統的發展中必將起到更重要的作用。
參考文獻:
[1]量身定制分層部署.云計算硬件架構解析[J].科技浪潮,2010,4
【關鍵詞】云計算;信息技術教育;Google Docs;應用
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)08―0064―03
“云”是個大家熟悉的名詞,但當它與“計算”相結合,它的含義就演變的泛泛而且虛無縹緲。那么什么是云計算呢?它如何應用在初中信息技術教育中呢?
一 云計算簡介
1 什么是云計算
Google全球副總裁大中華區總裁李開復博士這樣講述云計算。“如果你正要打開電腦,在一個文字處理軟件中寫下未來一周的旅行計劃,那么你不妨試一試這樣一種全新的文檔編輯方式:打開瀏覽器,進入Google Docs頁面,新建文檔,編輯內容,然后直接將文檔的URL分享給你的朋友――沒錯,整個旅行計劃現在被濃縮成了一個URL,無論你的朋友在哪里,他都可以直接打開瀏覽器訪問URL。無論你分享給多少朋友,他們都可以與你同時編輯、修訂那份誘人的旅行計劃……如果你喜歡上了這種新穎的編輯體驗,那么恭喜你,你正在擁抱一個美麗的網絡應用模式――云計算?!?/p>
云計算是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的新發展,或者說是這些計算機科學概念的商業實現。云計算是分布式計算技術的一種,其最基本的概念,是透過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序,再交由多部服務器所組成的龐大系統經搜尋、計算分析之后將處理結果回傳給用戶。透過這項技術,網絡服務提供者可以在數秒之內,達成處理數以千萬計甚至億計的信息,達到和“超級計算機”同樣強大效能的網絡服務。[1]云計算技術允許人們隨時隨地從任意終端訪問信息、技術及其它服務。來自全球的任何一個用戶只需一部簡單的接入設備即可通過互聯網在本地獲取這種服務,實現低配置設備享受高性能計算服務。它可提供一種轉變基礎設施的途徑,從而能夠滿足互聯世界的需求,最終改變人們獲取信息、分享內容和互相溝通的方式。
2 云計算的特點
(1) 數據海量存儲可靠安全
云計算提供了最可靠、最安全的數據存儲中心,用戶不必擔心電腦上數據丟失、病毒侵入等麻煩,只要把文檔保存在類似Google Docs的網絡服務上,把照片上傳到類似Google Picasa的網絡相冊里,有全世界最專業的團隊來幫你管理信息,有全世界最先進的數據中心來幫你保存數據。而且可以海量存儲數據,不必擔心存儲空間不夠。
(2) 對用戶端設備要求低
比爾•蓋茨在一次演講中稱,有了云計算,個人用戶的內存只需640K足矣。 云計算只要你有一臺可以上網的電腦,有一個喜歡的瀏覽器,然后在瀏覽器中鍵入URL,就可以享受到云計算帶給你的無限樂趣。再也不用擔心你的硬件設備是否陳舊、軟件是否是最新版本的問題。
(3) 信息共享
共享即分享。在云計算的網絡應用模式中,數據只有一份,保存在“云”的另一端,你的所有電子設備只需要連接互聯網,就可以同時訪問和使用同一份數據。同時啟用云計算服務提供的共享機制還能輕松把文檔與其他人協作共享。以Google Docs為例,你可以把未完成的寫作帶回家,也可以與伙伴一起協同完成文檔,并同其他伙伴分享。
(4) 強大的計算能力
云計算為網絡應用提供了強大的計算能力,可以為普通用戶提供每秒10萬億次的運算能力,完成用戶的各種業務要求。這種超級運算能力在普通計算環境下是難以達到?!都~約時報》租用Amazon的云計算服務,使用基于云計算的開源軟件Hadoop,將其自1851年以來的1100萬份報道轉變成可搜索的數字化PDF文檔,耗時僅一天。如果用傳統方法,這項工作可能要數月才能完成。
(5) 極其廉價
由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節點來構成云,“云”的自動化集中式管理使大量企業無需負擔日益高昂的數據中心管理成本,“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升,因此用戶可以充分享受“云”的低成本優勢,經常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數萬美元、數月時間才能完成的任務。
二 云計算在初中信息技術教育中的應用及意義
1 云計算與初中信息技術教育
在目前初中信息技術教育中,學生學習計算機的興趣濃厚、熱情高,但是計算機基礎知識不扎實,運用電腦能力差,缺乏一定的探索研究能力。普遍存在的問題就是硬件檔次低、更新慢。硬件設施的投入對于整個學校來說是一筆不小的開支,所以很多學校往往投入一次以后,就很少花錢來更新機器設備,由此導致很多信息技術活動不能開展。再加上大部分學生對目前的信息技術教材不感興趣,信息技術這門課程并未涉及到升學問題,因此大多數學生并不重視,觀念認識不到位,很大一部分學生認為信息技術課就是玩,就是上網聊天打游戲。雖然有的學生已經意識到開設信息技術課是為了利用網絡來解決平常生活和學習中碰到的問題,但是他們不知從何入手。
有了云計算,我們可以從新的角度來思考信息技術教育。云計算的特點使其比其他新技術更容易進入教育領域,云計算的特點也決定了它在信息技術教育上將大受歡迎。對用戶設備要求低這一特點可以解決初中學校硬件檔次低、更新慢的問題。云計算的共享性協作性可以提高學生的學習興趣,培養學生的探索研究能力,能解決現有教材中存在的一些問題。云計算能大大減少學校為維護和升級操作系統和應用軟件投入的費用。
2 Google Docs在信息技術教育中的具體應用
Google公司的Google Docs產品就是一個典型的云計算產品,Google Docs是類似于微軟Office的一套在線辦公軟件,它可以處理和搜索文檔、表格、幻燈片。[2] Google Docs最大的特點是協作共享,Google Docs的協作允許不同位置的多個用戶對同一個項目同時進行編輯和查看,它的共享機制使“分享”變得更容易。Google Docs不僅具有云計算的特點,還具有以下兩個特點:
Google Docs具有離線功能,在電腦不能上網的情況下,也可以進行文檔的編輯,一旦系統檢測到網絡,Google Docs會自動將文檔上的內容上傳保存。現在的中小學校,硬件設施不好,時常斷網,有了Google Docs的離線功能,學生在斷網的情況下,也能進行文檔的編輯。給學生帶來了很大的方便,為學生創建靈活敏捷的學習方式,有助于提高學習效果。
(2) 海量存儲文檔,查找方便
為了機房的維護,一般的學生電腦都裝有還原卡,出故障重啟或者下一次上課時往往找不到以前的資料。有了Google Docs,學生可以把上課的文檔保存到Google Docs,下次上課時不必為要重做文檔而擔心。Google Docs提供了搜索文檔功能,學生可以通過文檔名稱、編輯時間、共享者很方便的找到自己需要的文檔。不用擔心文件多,找不到所需文檔的問題。
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基于Google Docs的特點,Google Docs在初中信息技術教育中的應用設計如下:
(1) 幫助學生分組
由于不同學生的信息技術基礎存在一定的差異,根據異質分組原則,5~6個同學一組,每組選定一個組長。向學生展示評價標準,每個小組以老師給定的主題為依據選擇一個感興趣的主題,再根據主題和評價標準以Google Docs為平臺制作一份文檔,組長要明確每位組員在協作中需要完成的任務,最后以小組的形式進行匯報。
(2)創建Google賬戶
打開網頁(省略/accounts/NewAccount),只需輸入當前電子郵件,密碼,再通過郵件進行賬戶創建確認,就可以輕松完成賬戶的創建。創建賬戶界面如圖1所示:
(3) 登錄Google,開始文檔的編輯
通過docs.省略進入Google Docs編輯界面。每組根據選擇的主題在Google Docs上創建新文檔,也可以從本機上上傳文檔。Google Docs簡單易學,學生很容易入門。
(4) 引導學生進行網上協作編輯文檔
Google Docs文檔可以同時有10個人編輯一個在線文檔,可以與200個人共享一個在線文檔,足以滿足初中信息技術課堂的需要。通過共享功能邀請同組同學一起進行文檔的編輯,為同學設置權限,可以設置為查看者或者協作者,設置界面如圖2所示。
學生協作完成教師布置的任務,這比以前學生孤軍奮戰的學習更有效率。2007年,國際教育技術協會(ISTE)為學生制定的國際教育技術標準 (NETS) 和行為準則中將交流與協作(Communication and Collaboration)排在第二位[3],可以看出在教學中培養學生交流與協作能力的重要性。學生在協作學習中,相互探討、相互學習、相互了解、增加同學之間的人際交往,更能激發學生的創造力,有效提高學習效率。
(5) 作品。在Google Docs中,“”使用戶可以向全世界提供在線文檔。了文檔,其他學生通過URL就能訪問在線文檔。
(6) 評價作品。各個小組匯報自己的作品,進行自我評價、同學評價和教師評價。使學生在評價中及時體驗到學習信息技術的樂趣,使同學之間能相互學習,在欣賞同學作品的同時,知道自己作品的不足,以便下次改進。
未來的人才除了具備基本素質外,還要具備使用信息、應用信息進行創新的能力。運用Google Docs云產品創設教學情境,能引發學生的學習興趣,激發學生的學習動機,保持學生學習的主觀能動性。協作式的學習方法,學生協作的過程就是探索創新的過程,這種方式有利于學生能力的鍛煉,更有利于培養學生的創新能力。
三 總結
針對實際工作中政務應用需求與信息資源無法合理配置的現實問題,提出基于云計算的新型數據中心的技術設想,并對其基礎平臺進行設計,實現對計算、網絡、存儲、安全的統一整合、按需分配,提高了設備資源使用效率,減少了硬件投資規模,為業務工作開展提供靈活擴展和安全穩定的應用支撐平臺。
【關鍵詞】云計算 政務應用數據中心 基礎平臺 設計
近年來,云計算等信息技術服務新模式、新業態的迅猛發展,虛擬化等技術在數據中心建設中應用更加深入。云計算是分布式技術和網絡技術融合發展的產物,這種模式不通過本地計算機或遠程服務器,而是在大量分布式部署的計算機上實現計算,這使得數據中心服務與互聯網極為相似。
從架構的角度來看,云計算通過一種更合理更有效的手段實現了資源調度,這種調度方式是面向業務需求的服務方式,而非傳統的面向復雜多樣的物理設施。這種方式對于解決實際工作中存在的政務應用需求與信息基礎設施無法合理配置的現實問題,具有很好的借鑒意義和應用前景。在云計算架構中交互服務層是基于服務調用的關鍵環節,而數據中心基礎平臺就是交互服務層的具體實現,他是底層的物理設備通過智能服務功能,使得其上的業務層面看不到底層復雜的結構,不用擔心資源的物理調度,從而最大化實現資源的共享、復用和合理調度。本文中我們將利用現有成熟的云計算、虛擬化技術,結合工作實踐,提出新一代政務應用數據中心基礎平臺的設計方案。
1 傳統政務應用數據中心存在的問題
隨著信息化技術在各行業領域的深入應用,各地區各部門對于政務信息化逐步重視,投入逐步加大,隨著政務信息化的深入推進,大量應用系統上線運行,這些系統都需要服務器、存儲、網絡及機房等硬件基礎設施的支撐,傳統的硬件設備統一托管、維護的數據中心應運而生。而這種以傳統模式建設的數據中心存在以下問題:
1.1 資源利用率低下,業務需求增加迅速
為保證政務業務系統的可用性,系統設計中均按照業務繁忙期的峰值來采購服務器及相關設備,各業務系統繁忙期又不盡相同,因此大部分時間大量服務器的資源利用率均在10%以下,大部分計算、存儲資源沒有得到有效利用。與此同時,隨著業務的推進、數據大集中等需求,計算及存儲的需求增長迅速,若閑置資源無法利用,又需要通過新增設備方式滿足,從而造成投入增加、資金浪費。
1.2 運維成本高,管理日益復雜
傳統數據中心的運維方式繁瑣復雜,現有服務器出現問題時,運維人員往往要先重新安裝操作系統,接著還要安裝程序服務軟件,最后再測試運行。這些步驟往往不是一、兩個運維人員就可以解決的,過程持續數天,時間成本和人員投入較大,管理不便。
1.3 擴展性、業務靈活性差
傳統數據中心的一個服務器系統中往往雜糅運行數個甚至數十個政務應用系統,各個應用系統之間存在相同中間件應用時調配起來混亂,不能靈活的相互調整資源或者靈活的相互切換。
1.4 系統分散、安全性可用性差
政務系統之間相互獨立,不能進行統一的管控,各自需要的安全配置無法在一個服務器上實現,導致無法確保應用系統的病毒防護網絡安全。
2 新一代數據中心基礎平臺的設計
2.1 設計思路
新的政務數據中心采用云計算的設計思想,通過使用虛擬化技術將數據中心按照“池”的概念重新設計,并將這些“資源池”進行整合,采用該設計思路可以實現資源動態調整,提高數據中心的靈活性。
2.2 結構
目前云計算數據中心資源池主要分為計算資源池、存儲資源池和網絡資源池,同時也包括軟件和數據等內容資源池。在服務提供方面主要以計算資源、存儲資源提供為主,如為業務信息系統分配虛擬服務器、有儲空間,提供應用服務器、數據庫管理系統等應用系統運行環境。
按照政務工作實際,我們將云數據中心基礎平臺劃分為四個資源池,分別為計算資源池、網絡資源池、儲存資源池和安全資源池。
2.2.1 計算資源池
計算資源池是基礎平臺中最核心的部分,從硬件上來看,日常接觸的機架刀片式服務器均可作為計算資源池的一部分,軟件上,核心則是云操作系統。目前常用的有Vmware公司的Vsphere和浪潮公司的Xen系列產品等,Vsphere專門為工作負載不足20臺服務器的it環境設計,且系統技術比較成熟,目前使用該系統較為合適。
虛擬化軟件中的HA和Vmotion技術可以確保應用的高可用性,避免異常開關機造成的影響。
Vmotion可以使運行中的虛擬機從一臺物理服務器實時遷移到另一臺物理服務器,它實現了零停機時間和連續可用的服務,并能全面保證事務的完整性。Vmotion是一種用戶創建動態、自動化、自我優化的數據中心的關鍵促成技術。如圖1所示。
2.2.2 網絡資源池
網絡資源池的主要作用是將SAN、LAN、Infiniband等整合為一個統一的網絡架構,以降低網絡配置的復雜性和成本,并從技術上帶來高帶寬、低延遲和可管理性。
2.2.3 儲存資源池
儲存資源池本質上是一個可支持基于文件或數據塊的NAS網絡附加儲存的網絡化儲存架構,這些多協議系統將通過串口甚至是光纖網絡接入服務器。
在云計算平臺的存儲中,磁盤數據的讀寫速度是一個更重要的問題,因此需要對多個磁盤進行同時讀寫.這種方式要求將數據分配到多個節點的多個磁盤當中。為達到這一目的,存儲技術有兩個選擇,一個是使用類似于Google File System的集群文件系統,另一個是基于塊設備的存儲區域網絡SAN系統。
統一儲存系統的使用可以提高儲存設備的利用率并增強儲存資源池的靈活性。
2.2.4 安全資源池
新一代的數據中心對安全問題更為關注,新數據中心在設計時就對整個虛擬化的軟硬件進行統一考慮,在確保信息不泄密不損失的同時也保證數據的不被破壞。殺毒軟件通過統一的配置保證系統不被攻擊,通過遠程數據備份方案保證數據永不丟失。如圖2所示。
2.3 資源池的組合
如圖3所示。
3 應用效果與未來展望
新一代數據中心與傳統數據中心相比有如下顯著進步:
3.1 可用性和靈活性大幅度增強
經過比較,采用傳統數據中心新增一臺服務器所用時間要經過1-3周,使用新的數據中心則將時間縮短至5分鐘,管理員僅僅通過登陸后臺管理界面進行虛擬機的分發即可實現。
3.2 運維復雜度大大降低
我們對比了兩種數據中心上為某一政務應用添加內存的速度,在新的數據中心上,管理員一人在后臺管理中用數分鐘即可實現內存的擴充。
關鍵詞:“通識課”云平臺; 計算機應用基礎; 數字化
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(20156)030-140-002
教育部辦公廳關于印發《2014年教育信息化工作要點》的通知中提出“加快網絡學習空間普及和應用”和“大力推進職業教育優質數字教育資源開發與應用”等有關網絡課程及資源數字化的重點工作。全國上下興起了新一輪的網絡在線學習研究和開發的浪潮,比如微課、慕課、翻轉課堂等網絡教學模式已經引起了全國高等院校的重視。2014年我們學校引進了文華在線的“通識課”網絡教學平臺,作為通識課程數字化建設的網絡平臺,加快推進學院課程數字化建設的進程?!队嬎銠C應用基礎》課程作為一門操作性強,與計算機、網絡關系密切的通識課,必須走在數字化的前沿,為學生的泛在式學習、碎片化學習、個性化學習提供最優的資源。
一、“通識課”云平臺的特點與功能
“通識課”云平臺是人民網旗下子公司文華在線研發的一款基于云服務的教學平臺,其具有互動教材、教學云平臺和混合式學習三大特點。
“通識課”云平臺首創“互動式教材”開發方法及關聯工具,打破多媒體課件與電子教科書開發邊界,幫助合作方快速地實現內容的數字化;面向學生、教師、管理者“3種角色”;覆蓋“教、學、管、考、評、研”6大環節;“0成本”即時開通院校專屬域名的SAAS化教學云平臺;以通識課云平臺為支撐,配套互動教材定制服務,聯合北京大學教育技術專家資源,提供與數字資源、教學平臺相結合的實時服務,打造院校混合式教學方案(Blended learning)。
作為用戶,可以省去搭建服務器等硬件設備和購買網絡學習平臺等軟件的資金投入,也不用配置相關網絡維護人員,文華在線公司還可以協助用戶數字資源的建設與開發。
二、課程總體結構設計
《計算機應用基礎》課程結合“通識課”云平臺的特點,我們只考慮課程導讀、課程內容兩個主體部分的數字化建設,其余的討論、作業、考試、公告、進度、教學計劃等功能系統已經為用戶提供,課程后并可以使用。下面主要介紹課程導讀和課程內容的建設。
課程導讀包括教師個人信息、課程簡介、課程目標、考核辦法、學習方法和課堂管理等六個部分;課程內容包括計算機基礎知識、Win7操作系統應用、計算機網絡應用、Word2010應用、Excel2010應用、PowerPoint2010應用等六個模塊。每個課程內容模塊都包含著若干個教學案例,每個教學案例包括案例展示、授課微視頻、資源下載等內容,這樣就形成了章、節、頁的三層結構。課程結構設計如圖1所示。
三、云平臺課程搭建
課程管理教師登錄“通識課”平臺后,首先是添加課程,選擇“課程”頁,單擊“添加課程”按鈕,填寫《計算機應用基礎》課程相關的信息后完成課程的添加,其中“支持終端”選項可以同時勾選“PC”和“Android”,學生可以在電腦和手機端學習課程。
接下來是建立課程的“章”,單擊“+添加章”按鈕填寫章名便可完成,如果章內所有內容已經完成,并是系統支持的“SCORM課件包”,就可以通過“+上傳課件”按鈕來上傳到平臺,或者通過平臺下載“ imsmanifest.xml 模板”來完成課件包的制作。如果不通過課件上傳的方式來完成,我還可以通過添加“節”和編輯“頁”來完成。如圖2所示。
再接下來選擇要添加“節”的“章”,單擊“+添加節”按鈕,填寫“節”的信息后按“確定”按鈕便完成了設置,如圖3所示。最后是對“頁”進行詳細的編輯,選擇需要添加“頁”的“節”,單擊“+添加頁面”按鈕,填寫頁面信息后按“確定”按鈕完成“頁”名稱的建立,單擊建立的“頁”名稱進入頁面編輯,云平臺提供了文本、圖片、音頻、視頻、Flash及HTML等多媒體的插件,基本滿足現階段數字化平臺的需求,頁面編輯功能按鈕如圖4所示。
四、網絡課程的
課程建設整體完成后,通過單擊“預覽課程”按鈕可以預覽課程后的真實效果,對課程較滿意后,先通過“編輯成員”處的“點擊選擇”來設置需要此課程的教學團隊,然后便可以通過單擊“課程”,打開向導來完成課程的。
向導第一步確認先前設置的課程屬性;第二步是確認課程菜單,主要是對學生界面顯示的菜單進行控制,默認有“課程內容”、“進度成績”和“討論區”三個菜單,(下轉第156頁)
(上接第140頁)也可以通過“+添加自定義菜單”來添加新的菜單項;第三步是確認目錄和試聽章節,主要是設置學生在選擇學習本課程前可以試聽的章節內容,通過對章節內容的勾選,便可以完成設置;最后按“下一步”按鈕完成課程的。課程成功后課群組教師就可以通過平臺添加自己的班級,學生可以通過平臺加入相應班級進行課程學習。后的課程如果做了修訂,無需撤回課程,只要單擊“更新課程”按鈕就可以完成課程的更新。
五、結束語
通過“通識課”云平臺的《計算機應用基礎》網絡課程的建設,給了我們很多體會。一是網絡課程首先需要一個優秀的網絡平臺,如果你有數字資源,可以通過它很輕松的搭建自己的網絡課程,如果還沒有數字資源,你可以通過它的框架快速實現自己的網絡課程。二是課程數字化的前期工作可能會增加了我們的工作量,但長遠看絕對是一項一勞永逸的工作,對于教學工作的積淀,教科研工作的促進等方面都是有所幫助。三是隨著信息化社會的到來,我們的教育教學的方法、手段一定要跟得上時代,要適應學生的學習方式和學習習慣,讓學生的學習可以做到隨時隨地,隨想隨學,隨心所欲。
基金項目:2013年高等教育課堂教學改革(浙教辦高教[2013]109號)編號kg2013929
參考文獻:
[1]荊春燕,楊金鳳,毛可進等.基于Blackboard平臺消費者行為學網絡課程建設[J]中國教育信息化?高教職教,2011,(3):77-79.DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2011.03.026
[2]王魏根,姜雙林,張改改等.基于Blackboard平臺的公共選修課網絡課程建設[J]中國教育信息化:高教職教,2012,(3):72-73.DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2012.03.026
【關鍵詞】電力大數據;關鍵技術;智能電網
1、電力大數據平臺總體架構
電力大數據平臺總體架構如圖1所示,此架構具備一定通用性,適合規劃電力企業的大數據。此架構的存儲框架是以Hadoop文件系統為基礎的分布式文件處理系統,處理框架是以Map Reduce為基礎的分布式計算技術。分別以分布式文件處理技術和計算技術為基礎,使PB和ZB級的數據存儲和查詢分析成為可能。此外,此框架還包括傳統的數據倉庫、大數據調度框架、網絡層、操作系統以及數據備份與恢復等模塊。
電力大數據平臺總體架構應該和電力系統里來源廣泛的數據流結合,催生實際的產業應用。電力系統作為復雜的高維非線性系統,內部包括信息流、氣象流、電力流等多種數據流向。圖2是以電力系統總體平臺架構為基礎的電力企業商業應用和電力系統內部數據流的可能結合點,包含發電、輸電、變電、配電、用電等多個環節的負荷控制系統、電能計量系統、管理信息系統、風電光伏功率預測系統、監測控制及數據采集系統等。
2、智能電網運用中的電力大數據關鍵技術
2.1集成管理技術
電力企業數據集成管理技術就是將兩個及其以上的應用系統數據合并起來,創建出功能更多的企業應用。就集成角度而言,就是在存儲介質或是邏輯上將各種來源、性質、特點以及格式的數據集中起來,為系統存儲各種面向集成的、主題的、較為穩定的以及能呈現歷史變化的數據集合,確保系統數據共享的全面性。
電力大數據集成管理技術包括數據抽取技術、關系型及非關系型數據庫技術、數據過濾及清洗技術等多種技術。多樣性是大數據的顯著特點之一,這就決定了其數據來源的廣泛性和數據類型的復雜性,也給大數據的處理帶來了很大挑戰。要處理好大數據,首先就要抽取并集成數據源數據,從中羅列出實體與關系,經過關聯與聚合處理后再用統一結構保存這些數據。在集成與提取數據時要做清洗處理,確保數據的質量和可靠性。
2.2數據分析技術
大數據技術的根本驅動力就是實現信號到數據的轉換,先把數據轉化成信息,再把信息轉化成知識,通過知識實現決策與行動。利用電力大數據分析技術可在海量電力系統數據中找出隱藏的規律和模態,給決策人員提供支撐。相較于傳統邏輯推理研究,大數據研究是對海量數據進行統計性的搜索、比較、分類等處理,所以延續了統計科學的某些特點,如統計學關注的數據關聯性或是相關性(相關性即指兩個及其以上變量的取值間存在一定規律性)。做相關性分析主要是為了找出數據集里潛在的關系網,通常用可信度、支持度等參數進行反映。
就根本來說,電力大數據分析技術是傳統數據挖掘技術在大量數據挖掘下的新發展。但因為大數據具有量大、增長快、種類多的特點,除了包括結構化數據還包括半結構化數據與非結構化數據,所以很多傳統的數據挖掘方式已經不能滿足需求。大數據環境下的數據挖掘和機器學習算法可從以下三點入手:一是從大數據治理、抽樣及特征選擇著手,把大數據轉變為小數據;二是實施大數據下的分類算法、聚類算法研究;三是實施大數據并行算法,把傳統數據挖掘方式做并行化處理后再運用到大數據知識挖掘中。
2.3數據處理技術
電力大數據的數據處理技術主要有三種,即分布式計算技術、內存計算技術和流處理技術。其中,分布式計算技術主要負責大規模數據的分布式保存和處理;內存計算技術主要負責高效讀取數據以及處理在線的實時計算;流處理技術主要負責對實施到達以及規模與速度不受控制的數據進行處理。
分布式計算技術屬于新的計算方式,主要研究怎樣把需要強大計算能力解決的問題分解成多個小塊,再將小塊分配給多個計算機進行處理,最后綜合處理結果即為最終結果。分布式計算技術的典型代表就是谷歌公司推出的Map Reduce編程模型。此模型先分解需要處理的數據,將其分配給多個Map任務區進行處理,然后根據鍵值保存到本地硬盤,接著在用Reduce任務根據鍵值匯總結果,最后輸出最終結果。分布式計算技術適合在電力系統中采集大規模分散數據源時使用。
內存計算技術就是把所有數據都放在內層里操作,此技術解決了對磁盤讀寫操作時耗時量大的問題,計算速度也得到大幅度提升。內存計算技術的迅速發展與廣泛運用得益于大數據浪潮的來臨以及內存價格的降低。EMC、SAT以及甲骨文都相繼推出了內存計算解決方法,把以往客戶需要以天作為時間計算單位的業務縮減至以秒作為時間計算單位,有效解決了大數據知識挖掘以及實時分析的問題。
流處理技術就是把海量的數據組看作是流,當新數據出現時就即可處理然后返回結果。流處理技術的根本理念就是隨著時間流逝數據價值會逐漸減少,所以要盡快處理新數據,得出結果。流處理技術的運用場景主要是金融里的高頻交易、網頁點擊里的實時統計等。隨著電力事業的不斷發展,電力系統數據快速增長的同時對數據的實時性標準也逐漸提升,在電力系統中運用流處理技術能給決策者提供實時依據,滿足數據的實時在線分析要求。
2.4數據展現技術
電力大數據數據展現技術主要包含3種,即可視化技術、空間信息流展示技術以及歷史流展示技術。這3種技術從不同層面對電力大數據的數據展現技術作了詮釋。利用數據展現技術可以幫助管理者更直接準確地理解電力系統數據要表達的含義,更全面地掌握電力系統的運行情況。
可視化技術主要在電網狀態實時監控中運用較多,能有效提升電力系統的自動化運行水平。未來,可視化技術還可以與復雜網絡環境里的有關理論相結合,并在電網自動布點、自動分層、自動分區等方面做進一步研究,更深入挖掘電網的聯系與規律。
空間信息流展示技術包括變電站三維展示技術、虛擬現實技術等,主要應用在電網參數和已有地理信息系統的結合上。有機結合電力配電設備管理和地理信息系統,能幫助管理者更清晰的掌握設備情況,為決策提供及時、有效的地理信息??臻g信息流展示技術可在變電站工程設計中使用,能有效節省資源、時間和成本,給電力企業創造高效益。
歷史流展示技術主要在管理和展示電網歷史數據中體現。在電力系統里通常都是以歷史數據為基礎進行深入應用分析。利用歷史流展示技術,可根據生產現場實時監測數據以及電網規劃、負荷預測數據繪制出相應的數據發展趨勢圖和走勢圖,還能模擬重大歷史事件的發生和演變過程,更全面挖掘歷史事件隱藏的規律和知識。
3、結語
綜上所述,在提倡發展低碳經濟以及信息網絡技術迅猛發展的今天,智能電網的建設是必然趨勢。在智能電網運用中的電力大數據關鍵技術主要包括集成管理技術、數據分析技術、數據處理技術和數據展現技術四種。本文重點對這四種技術進行了分析,得出四種關鍵技術均在智能電網中發揮了重要作用,實現了電網里海量數據的及時采集、分類、比較和處理。不可否認,電力大數據的四種關鍵技術有效彌補了傳統數據處理方式的不足,提升了電網數據的處理質量和效率,為電力企業節省更多成本、創造更高效益,同時也有效提升電力企業的管理水平。
參考文獻
云計算技術具有高效、可靠、高可擴展性和易用性的特征,被很多領域廣泛的使用。本文討論的內容是如何將云計算技術應用到就業大數據信息服務平臺中,從而高效率、高質量的做好就業服務工作。
Hadoop是由 Apache 開源組織提供的分布式系統基礎框架,能夠有效的解決海量數據分布存儲和分布計算,是云計算技術應用層面很好的解決方案。
一、高校就業大數據信息系統現狀
目前,各高校均建設了高校內部的畢業生就業大數據信息平臺,一定程度上滿足了畢業生就業服務的需要。但是這些系統存在以下幾方面問題:第一,系統側重畢業生和就業信息管理,或者只是學生管理信息系統的一部分,缺乏服務機制,無法實現學生、教師和用人單位的聯動。第二,系統資源利用率低,系統運行效率低、安全可靠性和可擴展性差,給學生數據安全帶來很大的隱患。第三,系統數據利用率低,多數集中在簡單的查詢,很難獲得有益的知識,提供決策服務。第四,系統缺乏個性化定制,很難適應當前就業工作不斷調整的需要。
隨著高校、畢業生和企業對就業服務的要求提高,現有的就業信息平臺已經不能適應就業工作多元化的增長和發展的需要,影響高校畢業生的就業效果,新型的就業大數據信息平臺的建設已成為破解就業工作難題的必要條件之一。
二、構建基于云計算的高校就業大數據信息服務平臺
云計算因其強大的計算和數據儲存的能力、可靠、安全的共享數據存儲中心、客戶端的設備配置沒有限制等特點已廣泛應用各行各業,并日益發展成熟。通過云計算技術建設畢業生就業信息平臺,整合和共享就業信息資源,為畢業生就業提供方便、快捷、高效的信息服務平臺,破解現有就業信息平臺存在的問題。
從研究現狀來看,云計算具有以下一特點:
一是強大的計算和數據儲存的能力?!霸啤蹦苜x予用戶完成各類應用前所未有的計算能力,為用戶儲存和管理數據提供幾乎無限多的空間。服務器的日常維護也有云服務提供商來進行。
二是最可靠、最安全的共享數據存儲中心。通過云存儲,數據復制到多臺物理機器,避免因硬件崩潰或誤操作刪除的造成的數據的丟失或損壞。
三是客戶端的設備配置沒有限制。用戶在隨時隨地方便、快捷、安全的使用位于不同計算機、不同的操作系統的應用服務,從“云”中獲取個人的需求。
2.1 構建高校就業云服務平臺
根據提供服務資源的類型,云服務被分為三個類別:SaaS(軟件即服務)、PaaS(平臺即服務)、IaaS(基礎設施即服務)。
高校就業大數據信息云服務平臺采用 SaaS 模式,通過瀏覽器和移動終端將軟件作為云服務提供給所需用戶。用戶無需購買軟件和維護軟件,用戶根據業務需求購買相應的云服務,云服務提供商管理相關軟件并實施軟件的維護。這種方式大大降低用戶在軟件購買和維護上人力和物力的開支。高校就業信息云服務平臺自底向上分別是“云數據層”、“數據服務層”、“業務服務層”、“云服務層”和“應用層”,每層之間采用松耦合,提供相互訪問的接口,用戶不必關注層內部邏輯。
(1) 數據存儲層
高校信息服務平臺的數據主要包含學生數據、用人單位數據和高校相關數據,數據是作為平臺的基礎。為了提供便捷、高效、可靠的數據訪問,數據存儲層采用云存儲技術實現。
(2) 數據服務層
數據服務層建立專門進行云數據層訪問的接口程序,用戶通過 webservice 或者 API 進行加密數據的訪問,數據的具體存儲對用戶是透明的,這也有效的提高數據安全性,并且為數據的擴展提供基礎。
(3) 業務管理層
業務服務層包括高校信息服務平臺所有業務,具體包括應聘招聘、就業指導、畢業生困難幫扶、創業等服務內容,這些業務服務于政府、用人單位、高校、學生和社會等不用的用戶。由于就業工作隨著時間的推移會受到就業形勢、政策等很多因素影響,從而導致就業工作業務和用戶發生不斷變化,所以就業信息服務平臺業務服務層要具備高擴展性?;谝陨系囊?,我們構建了業務服務控制臺,業務服務被設計為可插拔式,每項業務可以被掛載在控制臺,或者從控制臺被卸載,也可以設定業務接口、執行業務升級操作等服務。
(4) 云服務層
云服務層將業務服務層的內容以應用接口的方式提供給應用層,提供的方式是為業務服務層建立 API 接口和webservice 接口。應用層可以通過編程的方式調用業務接口,實現業務訪問。
設定中文信息處理和語音識別接口,用戶可以通過輸入中文關鍵字或者語音調用業務,在應用層和業務層之間建立更加友好的數據傳送,也為移動終端用戶提供更加便捷的操作方式。
(5) 應用層
應用層直接面向實際用戶,實現就業信息云服務平臺不同類型的用戶圖形界面,從而能夠適應不同用戶的不同需求。用戶既可以通過個人電腦上的瀏覽器訪問獲得云服務、也可以使用智能移動終端的應用程序或者微問云服務。
2.2 建立基于 Hadoop 的云數據存儲
高校就業大數據信息服務平臺需要大量的數據進行支持,而且數據逐年增加。利用云存儲技術主要解決快速、高效的處理海量數據,從而達到易擴展、低成本、易管理、高效和安全的設計原則。 Hadoop 軟件框架的HDFS(分布式文件系統)提供了具備高擴展性、高容錯性、高可靠性、高效等特點,并且可以部署在低廉的硬件上,從而降低成本?;谝陨蟽热荩咝>蜆I服務平臺的數據存儲通過 HDFS 分布式存儲技術實現云存儲,Hadoop 的具體部署
2.3 建立基于 Hadoop 的數據服務
數據服務是就業大數據信息云服務平臺重要的業務,用戶需要了解學生年齡、學歷等數據分布,需要了解就業數據分布,需要了解用人單位人才需求分布,需要了解就業數據內部和外部存在的各種聯系。數據服務從海量數據的計算中獲得,利用云計算技術能夠高效、低成本的解決計算問題,Hadoop 為云計算提供了有效的解決方案,它提供了MapReduce 模型,這個模型解決了傳統并行計算在易編程性上的瓶頸,程序員可以更容易的開發分布式并行計算程序。MapReduce 同 HDFS 一樣采用一個主控節點和多個計算節點的架構。
將大規模數據集分成多個小數據集,然后這些數據集分o多個 map 節點進行并行處理產生中間結果,最后在 reduce階段對這些結果匯總,得到最終結果。