云计算推动高校信息化，节约资金

（一）云计算

1.云计算的定义

云计算（Cloud Computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式。“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。狭义的“云”计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义的“云”计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

2.云计算的特点

可以使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

云计算是分布式处理、并行处理、网格计算、网络存储、虚拟化等计算机应用技术发展融合的产物，是依托互联网，面向客户提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算的服务模式，是一种新的IT基础设施的交付和使用模式，是指用户通过互联网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源，如基础硬件、系统平台或程序软件等。

3.云计算在高校建设中的应用

云计算是一种全新的信息技术，它可以将所有信息资源、网络、服务器、存储等集中起来，通过云信息技术将其定义为一个虚拟的服务，然后通过“租赁”的方式提供给用户。云计算能推动高校新一代数据中心建设，有效地节约高校信息化建设的资金投入。云计算从诞生到现在，已经成为最热门的信息技术。“云”的强大已经被大家所公认，而且“云”的潜力还未完全被挖掘和发现。

高校信息化建设自然离不开“云”。如何利用云计算促进高校信息化建设，是目前所有高校面临的新问题。国内外知名的信息服务企业和高校对“云”应用的成功经验告诉我们，云计算已经是高校信息化技术必不可少的信息、技术应用。

（1）云服务

高校可以利用云计算建设属于自己的私有云，将高校的各种教学资源、软件、硬件都集成在私有云上，它其实也就是高校的数据应用平台。高校的每个用户并不需要有强大的硬件来支持软件的应用，因为虽然软件本身对硬件的要求很高，但是数据平台集成了强大的超级计算机。高校可以通过私有云大大地减少硬件、网络等设施的采购，降低运营成本。云计算将使高校无须再购买任何的软件，也许有一天云计算会让单机版软件成为过去。云服务可以为高校提供大量的、免费的常用软件，比如Office办公软件，只要高校用户通过Web上网，向云服务发出申请并得到专业管理人员的同意，这类云服务都将是免费的。

（2）云存储

存储云是一种采用联想主机层存储虚拟化管理系统，建立存储管理虚拟层，可以在异构或同构存储之间进行镜像和建立统一存储资源池，实现存储无关性。

高校教师、学生、管理者都可以通过Web将各种信息资源上传到高校的私有云数据平台上。高校的任何一个人都可以在任何地点上传和下载信息资源，即使在一个较为老旧的机器上一样也能很快地实现资源共享。在一个云计算的网络中，不论是教学信息资源还是个人的信息资源都可以上传到云存储平台上去，任何时候不必担心资料丢失和被病毒侵袭，只要能运行Web程序就可以随时随地地进行下载和使用。云存储服务有点类似于上传到FTP空间一样，但又和FTP完全不同。FTP是一台计算机，而云端是N台超级计算机协同组成。云存储始终保留多个副本，即使部分计算机系统崩溃也能保证用户的数据正常运行、存储和下载。

存储是信息化管理的核心，在高校构建云存储平台具有极大的意义。

第一，统筹整合，减少投入。使用云存储技术整合高校中的服务器资源，构建统一的资源池，并根据各职能部门业务需求按需分配资源，可解决传统独立管理模式中由于资源应用不均而带来的硬件资源浪费及重复投资问题，节约开支。云存储系统可根据部门的业务需求动态分配资源，避免了传统管理中频繁购置设备的问题，仅在所有资源紧张的情况下才进行全系统的投资升级。另外，云存储的虚拟性还可整合多种硬件，充分利用早期设备，达到物尽其用。

第二，统一接口，管理方便。云存储系统使用统一的管理接口、规范的管理方式管理各个底层的存储服务器，大大降低了管理员的工作难度和人员开销。

第三，运行稳定，质量保证。云存储的冗余备份和负载均衡等技术能很好地协调各基层存储设备，杜绝传统模式中系统维护或服务器宕机等带来的服务中断问题，更好地保证服务的质量和运行的稳定。

（3）云安全

云计算提供了非常安全的数据存储中心，高校用户不用担心存储在云端的信息资源数据丢失、病毒侵扰，用户也不用担心系统崩溃造成数据丢失。云存储为用户备份了大量的副本，云系统是由N台超级计算机组成的。

（4）云桌面

在高校云计算管理系统应用的过程中，一个基于云桌面设置之下的高校信息化系统的架构模式，通过会议应用服务层面分层结构、客户端层面的云操作系统架构，以及接入控制应用服务等几个方面的系统架构，进行相互协作，协调配合，来完成云操作计算系统，实现高校信息化的应用。

在云计算信息系统的组织架构过程中，为了相关的系统维护运行便利，系统设计方面维护人员通过各种不同类型的控制终端，通过云操作桌面的操作协议，可以有效访问云数据库中的应用系统和应用程式，并且通过一系列的用户协议可以便捷地进行地址和门户网站的访问。在云系统中访问地址或者门户时，会设置访问均衡性调节的负载器，负载器的管理由用户操作桌面的管理系统进行控制。在管理中，一般会采用微软的AD活动目录来进行控制，并且对操作者身份进行识别和验证。在认证中通过计算机操作桌面系统将认证的结果通过协议定向到随机定制的计算机云操作桌面系统中。高校云计算信息系统通过云计算终端的仿真服务器和虚拟桌面操作程序运行个性化的操作管理系统，通过云计算终端的特定传输协议，将云计算结果和分析数据分发给管理人员相应的终端设备。管理人员通过终端设备的控制将动作协议传送给云操作系统服务器；服务器接收到相应的指令后，运行相关操作，并将计算结果返回给管理终端设备。^[1]在高校信息化系统架构中，云计算操作系统采用此种系统架构模式能够提高数据传输和运算中的可靠性，且云系统架构运行维护成本来说也较低。在云操作运算管理系统中，通过终端的灵活传输协议，可以使高校的相关管理人员能够随时对数据进行管理，从而保证云计算对于高校信息化管理的实时性。

高校云计算系统架构和组织安排应该通过云桌面的系统架构方式来进行，高校云系统应用应该采用统一的集中灵活的管理操作模式。在云系统终端维护方面，采用灵活的系统终端运行架构，能够减少云计算运行系统中相关故障维修的费用，在系统操作灵活性和实时性方面也会有所提高，在终端设备管理中能够节省大量的开支，极大地降低在运行日常维护人员的工作任务量，保证高校信息化管理高效实施。

4.云计算在高校信息化建设中的优势和问题

云计算已经在许多高校开始应用，云计算的强大功能给高校信息化带来全新的革命。

（1）云计算在高校信息化建设的优势

第一，大大节约高校信息化建设资金投入。以往高校信息化建设资金主要投入软硬件设施购买方面。云计算在高校信息化建设中应用以后，云计算对硬件要求极低，高校只需购买最低配置的设备即可实现高速的信息化运行环境，也避免了升级带来的资金消耗，实现高校资源整合，建立统一的平台。目前高校信息化建设需要建立统一的标准才能实现信息资源共享。而云计算将统一标准、信息化环境的建设、各软件和系统的安装任务都交给了云服务提供商，从而把过去毫无规律的数据接口变成了统一的平台，形成一个与自身操作系统、软件版本、开发环境、服务器配置无关的统一的网络平台，极大地提升了资源共享、软件开发的可行性，大大提高了资源的利用率。

第二，提升了教育信息化质量，提高了办公、管理效率。云计算出现之前，教学信息化质量的提升，办公、管理效率的提高都需要教职员工提升信息化意识，自觉学习并增强信息化技术能力。而云计算的出现有利于各高校建立拥有丰富教学信息、资源的平台，可以为教师和学生提供大量的教学信息和资源。高校教职员工只需要登录Web系统，随时随地可以在云端进行学习、办公和管理活动。师生通过相互交流学习，可以进一步提升教育信息化质量。随着云计算的深入，无纸办公成为现实，可以随时随地通过云计算快捷地管理、处理工作，极大地提高了高校管理、办公效率。

第三，提升了信息、资源安全。过去信息安全问题一直困扰着信息安全系统的正常运行，单机服务器的不稳定给信息化建设制造了诸多的不确定因素。云计算出现后，提供了非常安全的数据存储中心，高校用户不用担心存储在云端的信息资源数据丢失和被病毒侵扰，也不用担心系统崩溃、病毒侵扰所造成的数据丢失。

（2）云计算在高校信息化建设中存在的问题

云计算给高校信息化建设带来全新的理念，其强大的功能给高校信息化建设带来很多的好处，但是目前掌握云计算技术应用的人还很少，技术本身和技术应用也有不成熟的方面。所以，云计算的应用目前还处于初期磨合状态。

（二）物联网

1.物联网的定义

物联网（The internet of things）是新一代信息技术的重要组成部分。物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网可以让所有人、所有物品都通过互联网连接起来，方便识别、监管和控制。物联网是继计算机、互联网、移动通信网之后，带给世界信息产业的第三次浪潮。物联网技术是现代信息技术备受关注的焦点，也是当前世界经济、社会进步、科技发展的重要战略制高点。

物联网应用极其广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防和工业监测等多个领域。物联网不是一个简单的信息管理系统，是一个涉及多种学科领域（如生物、物理、通信、微电子、计算机等）的复杂信息系统，融合了感知和识别技术、网络通信技术、数据处理技术、信息安全技术等多种技术。

2.物联网的特点

（1）物联网技术是各种“传感技术”的广泛应用

物联网上装载了大量的、不同类型的传感器装置。传感器能感受到被测量的信息，并将感受到的信息按一定规律转换为电信号或其他所需形式的信息，以满足信息的传输、显示、存储、控制等要求。每个传感器都是一个独立的信息源，不同类型的传感器所捕获的信息内容以及信息格式都是不相同的。传感器按一定的频率，周期性地采集信息，不断地更新数据。

（2）物联网是一种建立在互联网基础上又区别于互联网的网络，其技术核心和网络基础也是互联网。物联网是通过网络连接技术与互联网进行连接，将传感装置感受到的信息实时实地准确地传递给互联网。由于基于互联网的连接，物联网的信息传输也必须遵守互联网的协议，但是物联网又不是互联网的简单延伸。物联网可以将我们平常所称的互联网向“物”进行延伸，也可以根据实际需求组成局域网，比如我们想把生活的小区建成一个智能、安全的具有物联网功能的小区，而此时的物联网没有必要连接到互联网，只需要连接到小区组建的局域网即可完成物联网的功能建设。

（3）物联网技术具有智能处理能力

物联网技术不仅包括“传感器”的连接，其本身也具备对传感装置感受到的信息进行智能处理的能力，并且能够对人、物体等进行实时的智能控制和有效的监管。

物联网是传感技术、信息技术、智能处理的结合。物联网技术根据不同用户的不同需求通过“传感器”收集相应的信息，然后利用模式识别、云计算等各种现代化信息技术对收集的海量信息进行分析和处理，将处理结果反馈给用户，从而实现实时的控制和监管。目前，物联网对信息的智能处理功能已应用到社会发展的各个领域。

3.物联网在高校建设的应用

我国对物联网技术的研究开始较早，研究水平也位居世界前列。2009年9月，无锡市与北京邮电大学就传感网技术研究和产业发展签署合作协议。2009年9月10日，全国高校首家物联网研究院在南京邮电大学正式成立。目前，物联网在大学校园中已得到广泛应用，射频识别（RFID）技术使用特别广泛，如借阅证、就餐卡、门禁卡等。

我国高校对物联网的研究和应用已经初见成效，从对物联网开设相关课程、建立物联网实验室，到建设物联网智能图书馆、利用物联网对学生进行有效的管理，到利用物联网技术建设平安校园，物联网技术的应用已经涉及多个领域。

（1）教学领域的应用

高校信息建设的核心是教育信息化建设。为了加快我国新兴产业人才的培养速度，教育部在2011年审批通过了140个战略性新兴产业相关本科新专业。在新增本科专业名单中，“物联网”成为最大热门，37所高校获批开设相关专业。目前我国高校物联网教学内容主要包括物联网的基础知识、物联网的原理和核心技术、物联网技术开发和行业应用等方面。

目前，高校除了已经成立物联网研究学院、开设相关专业，还通过物联网技术提高高校教学质量。过去影响教学质量提升的关键因素是教师和学生之间缺乏沟通，教师无法及时掌握学生的学习情况。如今可以通过给学生配置一个带有传感功能的装置，及时地向教师传递学生的学习感受和心理变化，教师再根据接收到的信息及时地调整教学进度，从而加强师生的及时交流和沟通，提高教学质量。

为了让学生更好地掌握物联网知识的理论，提高学生对物联网在相关行业的实际开发和应用能力，部分高校已经开始建立物联网综合仿真实验室。学生通过物联网仿真实验室掌握物联网基础知识、物联网核心技术的应用，学习通过物联网核心技术开发和提出相应的解决方案，通过仿真案例教学的方式进一步掌握物联网的知识和应用能力，激发对物联网的兴趣，有利于将学习到的理论应用到实践。

（2）建立高校智能图书馆

目前我国高校对于物联网中的另一个核心技术RFID（射频自动识别）技术的应用研究已经越来越普及。物联网中物与物之间的信息交换，其实质就是利用RFID技术，通过网络信息传输实现物品的自动识别和信息交换。部分高校已经利用物联网RFID技术建设高校智能图书馆。

随着高校的发展，高校的规模不断扩大，图书馆的藏书量逐年增加，传统的图书条形码管理方法使得图书的归纳、整理、查找工作相当烦琐，浪费了图书馆工作人员大量的时间。如今部分高校利用物联网技术建设了高校图书馆智能管理系统，通过物联网RFID技术的应用，将图书馆的每一本图书上放置一个RFID标签，图书馆工作人员只需将贴有RFID标签的图书信息录入图书馆智能管理系统，然后在图书背面贴上根据图书类型划分的图书放置的电子标签，就可以轻松地完成图书归纳和以后的整理工作。同样，高校的教职员工、学生可以通过图书馆智能管理系统的检索功能迅速查找图书所放置的位置，然后通过图书馆智能管理系统的自助服务系统完成借阅、归还操作。通过自助服务系统借阅的图书，能顺利地通过图书馆的安全门禁系统，从而完成自助借阅、归还。

高校基于物联网RFID技术建立的图书馆智能管理系统，不仅大大提高了高校图书馆工作人员的效率，简化了教职员工、学生查阅、借还图书的程序，也充分利用了高校图书馆文献资料，为高校提升教育质量提供了良好的信息环境。

（3）物联网在高校管理中的应用

目前，物联网在高校管理中应用最多的是对学生的管理、后勤服务、安全管理。

第一，学生的管理。学生管理是高校管理中最为重要的管理任务，以确保正常的教学秩序。随着物联网传感技术、RFID技术的出现，学生管理将比过去变得更加可靠。学生入校时，高校可以在学生的“一卡通”上添加RFID标签（没有“一卡通”系统的高校可以使用学生证），对学生的位置进行实时监控。当学生进入危险区域时，管理系统会向学生发出警告并及时通知高校的安保部门，减少高校学生发生事故的可能，最大限度地保证学生的生命安全。除对学生进入危险区域进行预警外，高校可以通过对学生的实时位置监控，统计学生按时上课、晚上回到寝室的人数，方便对学生的日常教学管理。

第二，后勤服务管理。利用物联网核心技术对高校后勤服务管理也是物联网技术在高校建设中的重要应用。利用物联网核心技术中的传感技术可以对教室环境进行实时监控。通过在高校的每个教室中放置传感装置，可以实时地对光线、温度等教室环境进行检测，并根据先前设定的参考数值自动调节教室的光线、空调风扇等设备。同样，高校可以利用物联网的核心技术对高校日常运行设备，比如日光灯、电梯、电脑、水电气设备等进行实时监管，并进行自动控制。当处于无人状态时，自动关闭设备；当需要运行时，自动运行设备。不仅可以对设备进行有效、合理的管理，而且可以节约高校的运行经费。

第三，安全管理。如今高校的校园面积越来越大，进出学校的人数越来越多，学生人数逐年增加，高校的安全压力也日益增大。目前许多高校利用物联网技术建设了校园平安系统。平安校园系统主要由设在校园围墙上的监测装置（如红外收发器、振动传感器、接近感应线等）、报警器及设在终端控制室的报警控制主机等构成。在布防状态下，一旦有人以非正常方式、时间、路径企图跨越围墙，即发生警报。利用物联网技术建立的重点区域的门禁系统，也可以保护高校设备、人员的安全。当安全系统监测到危险警告时，可以对人员进行预警或者关闭门禁系统，确保学校的财物、设备不能随意私自被带出出校园。

4.物联网在高校信息化建设中的优势

综合物联网在高校信息化建设中的应用，其优势如下：

（1）可以增加师生之间的交流与互动，让教师及时掌握教学进度和难易程度，从而提高高校教学质量。

（2）建立高校智能图书馆，不仅提高了高校服务效率，还丰富了高校图书馆文献资料，为高校提升教育质量提供了良好的学习、信息环境。

（3）方便对学生进行日常教学管理，不仅可以对设备进行有效、合理的管理，还节约了高校的运行经费，同时使高校校园变得更加安全。