云计算：信息领域的重大创新

2023-11-23 理论教育版权反馈

【摘要】：云计算是当代信息领域的重大创新，从宏观角度看，这种创新体现在两个方面：一方面是从互联网信息服务形式表现为一种新型的商业模式；另一方面，从提供这些服务的平台的硬件、软件的一整套技术实现机制来看，表现为一种针对现代信息社会“大用户”、“大数据”和“大系统”问题解决方案的一种技术。

人类进入信息时代后，信息技术正在使世界不断发生变化。云计算是当代信息领域的重大创新，从宏观角度看，这种创新体现在两个方面：一方面是从互联网信息服务形式表现为一种新型的商业模式；另一方面，从提供这些服务的平台的硬件、软件的一整套技术实现机制来看，表现为一种针对现代信息社会“大用户”、“大数据”和“大系统”问题解决方案的一种技术。所以，云计算包括两方面的内容，即服务和平台。云计算既是商业模式，也是技术^[5]。

虽然很多伟大的发明和技术在表面看来似乎都是些突发奇想的产物，但真正探究起来，却可以发现是通过一代人甚至几代人的积累演变而成的，“云计算”也是这样，是整个IT产业自然发展和演化的必然结果。“云”这个概念实际上几乎涵盖了商业计算机的历史和互联网的历史。就像人类电力发展从分散的发电机供电到集中的电厂供电的巨大转变一样，IT产业正在经历类似的巨大变化。云计算的诞生是实践需要、思想演化和技术方面进步三方面共同作用的结果。

1.云计算起源实践需要

首先，互联网随着应用领域不断扩大，网民规模快速增长，互联网企业面临“大系统”、海量数据的存储问题时，互联网公司为解决实际运作中面临困难的需要不得不寻求变化，这种求变促生了云计算。

其次，人类的需求是从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。在不断追求更高层次的满足中，不断产生新的动机和行为。随着互联网技术的发展，人们对信息消费的需求也在增大，各种各样的个性化服务提到议事日程，为满足用户层出不穷的个性化需求，需要更灵活更具适应性的云计算模式。

第三，随着互联网的信息量呈爆炸式增长，从互联网海量信息中快速找到自己需要的信息，越来越成为人们的切实需求。对互联网信息的分布和构成形成集中管理、提升对信息的深加工，这些都需要云计算来实现。同时，随着人类科学技术的发展，人类已经开始进入用信息和信息技术精确调控物质和能量的时代，以降低全社会经济的总体运维成本，推动社会向资源节约型和环境友好型发展，信息服务走向社会化、集约化和专业化是历史发展的必然趋势，而云计算能很好地满足这方面的要求。

2.云计算在思想方面的演化

一种思想和理念的形成有其发展历史和环境。同样云计算在思想方面也是经历了一系列过程才最终形成。概括地说，云计算主要经历了四个阶段才发展到现在这样比较成熟的水平，这四个阶段依次是电厂模式、效用计算、网格计算和云计算^[6]，如图3-7所示。

（1）电厂模式

电厂模式的含义是利用电厂的规模效应来降低电力的价格，并让用户使用起来更方便，且无需维护和购买任何发电设备。

图3-7 云计算思想演化的发展历程

（2）效用计算

通过整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座那样来使用计算机资源，并且根据其所使用的量来付费。

（3）网格计算

网格计算研究如何把一个需要巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。

（4）云计算

云计算的核心与前面的效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT技术能像使用电力那样方便，并且“成本低廉”。但与效用计算和网格计算不同的是，现在在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟，因此与效用计算和网格计算相比，云计算的发展将更脚踏实地。

3.云的技术支撑

一种新的理念诞生后如果没有强大的现存的可行技术提供支撑的话，将无法变成现实。云计算之所以能走进实际，与五大类技术支持是分不开的，如图3-8所示。

图3-8 云计算的五大技术支撑(www.chuimin.cn)

（1）摩尔定律

摩尔定律是由英特尔公司创始人戈登·摩尔发现的，即18～24个月内每单位面积芯片上的晶体管数量会翻番。近20年来，CPU的性能提高了3500倍，内存价格下降45000倍，硬盘价格下降了360万倍^[7]，芯片、内存和硬盘等硬件设备在性能和容量方面不断提升。现在用于手机等低能耗移动设备的ARM芯片在性能上比过去的大型主机上的芯片都强大得多。

（2）网络设施

相对于摩尔速度带来的微电子产业的高速发展，是通信带宽的快速增长。在光纤通信行业，密集波分复用技术（DWDM）可在一根光纤内传送多路平行的G比特级（10⁹）的光信号，使带宽成本大幅度降低，从而使宽带互联网得以普及，全球光纤总长可绕地球2.5万圈。目前，韩国互联网网速全球居首位，平均传输速率为20.4Mb/s；日本次之，为15.8Mb/s；瑞典12.8Mb/s，排名第三。我国目前排在第71位，平均速率为1.77Mb/s，还有很大的上升空间^[11]。

（3）Web技术

Web技术经过20世纪90年代的“混沌期”和21世纪初的“阵痛期”，已经进入“快速发展期”。随着各种性能出色、功能强大的浏览器的不断涌现，Web已经不再是简单的页面。在用户体验方面，Web已经越来越接近桌面应用，这样用户只要通过互联网与云连上，就能通过浏览器使用各种功能强大的Web应用。

（4）系统虚拟化

系统虚拟化通过使用虚拟机管理程序在一台物理机上虚拟和运行一台或多台虚拟机，而且这些虚拟机可以像真实机器一样运行各种软件，并且在资源占用方面虚拟机之间是相互隔离的，以保证运行的安全稳定。可以说，云计算是由虚拟化技术和管理化技术来支撑的，直接推动云计算迅猛发展的是虚拟机技术。虚拟机技术的出现和成熟，使得远程并快速重新配置计算机系统成为现实。

（5）移动设备

随着苹果的iOS和Google的Android这类智能手机系统的不断发展和普及，诸如手机这样的移动设备已经不仅仅是一个移动电话，更是一个完善的信息终端。智能手机具有独立的操作系统以及良好的用户界面，拥有很强的应用扩展性，通过它们，可以轻松访问互联网上的信息和应用。移动设备整体功能越来越接近台式机，通过这些移动设备，能够随时随地访问云中的服务。

4.云计算的定义

云计算的发展起源于互联网公司，由于各互联网公司的业务方向不同，各有其自身独特的云计算技术理念，造成了各公司发展云计算技术的路线不同。所以时至今日，对云计算概念尚未形成业界广泛认可的统一定义，一般是通过分析云计算提供商、科研机构、学术会议和专业人士的观点，从中获得对云计算更全面、更深入的理解。

（1）中国国务院

2012年3月，在中国国务院政府工作报告中，云计算被作为重要附录给出了一个政府官方的解释，“云计算是基于互联网服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源；是传统计算机和网络技术发展融合的产物，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）IBM蓝云定义

一种新的用户体验和业务模式。云计算是一种新出现的计算模式，它是一个IT计算资源池，并将应用、数据及其他资源以服务的形式通过网络提供给最终用户；一种新的IT架构管理方法，即云计算用一种新的方式来管理大量的虚拟化的IT资源，从管理的角度来看云计算，它可以是多个小的资源组装成大的资源池，也可以是大型资源虚拟化成多个小型资源，而最终目的都是提供服务。

（3）微软

云计算就是通过Internet标准和协议，以实用工具形式提供的计算功能。

（4）Sun公司

云的类型有很多种，而且有很多不同的应用程序可以使用云来构建。由于云计算有助于提高应用程序部署速度，并有助于加快创新步伐，因而云计算可能还会出现现在无法想象的形式。作为创造“网络就是计算机（The network is the computer）”这一短语的公司，Sun公司深信云计算就是下一代的网络计算。

云计算：信息领域的重大创新

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