教育科研是一个国家保持可持续发展和创新的基础，也是全社会关注的重点。教育科研领域的信息化建设就是要采纳最新的信息技术，实现广泛的合作，促进先进的教育科研成果的流通，从而提高教育效果，加快科技进步。

　　一般来说，教育可以分为三个阶段：以保证人口素质为目标的普及性基础教育，以培养人才为目标的高等教育，以不断更新和提高为目标的继续教育。在这三个阶段中，教育的目标和方式各不相同，对信息化技术也提出了不同的要求。但不论哪个阶段，提供教育服务的大学、中小学、职成教等机构的主要工作内容包括课堂教学、实验和教辅三大领域。

　　1.云计算在课堂教学领域的应用

　　传统的课堂讲授方式中，老师通过口述并运用板书配合讲解，学生缺乏对教学内容的真实感受。为了改善教学效果，还需要通过多种方式来增强学生对于教学内容的亲身感受，提高动手能力。近年来，利用各种多媒体方式来展示教学内容巳较为普遍，通过这种方式，可以大大提高教学内容的百观性，增加教学的互动性，激发学生的兴趣、想象力和创造力。然而，共享这些丰富的教学内容需要高效、普遍的信息化基础设施，云计算能够为教育的信息化建设提供技术支撑和交付方式。

　　从教育资源的分布状况来看，若采用大范围分散式的模式，投入巨大且效率不高。因此教育行业可以采用集中式的信息化基础设施，通过网络远程访问，实现优质教学资源的共享和新型教学方式的推广。这种方案既可以提高投入的效率，又可以促进资源的公平分布，特别是提高边远和落后地区的教学效果。通过云计算搭建"教育云"平台，是教育信息化建设的重要方向。在我国台湾地区试行的"电子书包"计划就是云计算在教学领域的典型体现。为了减轻小学生背书包上学的负担，台湾地区的教育部门自2009年8月l日起开始推行"电子书包实验教学试办学校暨辅导计划"，在未来2年内选定5所小学进行试点。学生们将得到一台轻薄、具有触控式屏幕的电脑，通过网络与老师在校园内随时随地进行移动式学习。网络连接的后端即为教育云平台，平台内存储着大量的教学资源，如与课本内容同步的资料库，以及师生间互动的空间和工具等。

　　2.云计算在教学实验中的应用

　　实验是教学中的重要一环，学生通过动手实验来获取知识，探索新的领域。然而，学校拥有的资源常常不能保证每个学生都拥有自己的实验室。而云计算通过共享开发测试资源和远程桌面共享的方式，可以很好地实现"每个师生拥有一个虚拟实验室"的设想。基于云计算的"虚拟实验室"工作原理如图2.8所示。从图2.8中可以看到，虚拟实验室通过标准化环境建设完成实验室环境准备，通过虚拟化资源池建设完成实验室环境搭建，通过自动化方式完成实验资源申请、回收、监控相管理，通过虚拟桌面的方式完成远程访问。

　　实际上，这种虚拟实验室的方式在发达国家已经开始建立。比如，在2008年7月30日，美国国家科学基金会(NSF)的计算机信息科学与工程中心(ClSE)宣布将资助伊利诺伊州立大学(UIUC)在位于巴那市和香摈市之间的校园内建立云计算实验中心。该平台将由伊利诺伊州立大学管理，作为开放的资源提供给其他从事数据密集型计算研究的机构使用，例如医学、生物学、物理学、气象学和经济学等。

　　3·云计算在教辅领域的应用

　　教育云能提商学校的行政管理能力，整合学校的各种信息化系统，如办公自动化系统、学生信息系统、教学管理和教育效果评估系统等。通过这样的整合，学校管理者可以有效地监控教学的效果，分析相关的原因、寻求改进提高的方案。综上，我们可以将云计算在教研、教学和教辅三大领域的应用统称为"教育云"。打造教育云对于一个国家来说是重要而迫切的，因为在培养国家认同感和国家竞争力方面，教育向来是重要的基石。教育云所蕴含的资源和能量，不应只局限在一个国家的内部，而应从全球的角度来考察。教育云除了能让学生方便地接触到全世界的知识，还能使教育机构进行跨国界的交梳与合作，进一步强化教育内容体系，对内提升国民对传统文化和国家的认同感，对外实现交流文化、科技乃至价值观的目标。

　　要打造一个成功的"教育云"，除了政策的扶持、足够的经费和相关的技术之外，还有如下一些关键要素：

　　？使用者的教育方式和观念。相比于传统的教育模式，老师需要更多的创新意识，学生需要更多的互动，家长也需要通过此平台与学校、老师沟通，进一步了解孩子的学习情况；

　　？政府的积极介人和管理。政府需要扮演引导着和推广者的角色，比如，建立能够提供符合教育云要求的教师培训体系；提供相应的政策对先行者进行补助或奖励，从而鼓励更多企业和学校参与其中；

　　？健康的产业链及生态环境。独立软件开发商(ISV)、IT硬件设备生产商、数字内容提供商需要共同参与教育云的建设和维护，从而创造出优质的"教育市集"，这样不但可降低整体成本，还能够培育出优秀的教育服务；

　　？适应现代信息化环境的教育教学方式。教师要有意识地利用信息化的教学手段，对学生因材施教，教育产业应该开发丰富多样的信息化教学内容，学校、社会和家庭应该利用信息化手段实现经常性的互动。

　　4·云计算在促进科研合作申的应用

　　科研既是高度个人化的活动，又需要广泛的合作。大型科研机构一直注重促进科研人员之间的合作，而合作平台的建设是其中重要的一环。云计算的出现，实现了全球范围的资源和能力的共享，也成为科研合作的一个重要平台。下面以IBM全球研究机构所设计和建设的云计算平台为例来介绍云计算在促进科研合作中的作用。

　　IBM研究部门分布在全球9个国家，各自拥有一定的IT资源。在实现对IT资源的有效管理以满足不断增长的需求时，研究部门的IT管理面临以下的需求：(1)更低的管理成本：目前购买设备和软件的费用趋于稳定，但管理成本和能源消耗却在不断增加；(2)应用的快速部署和自助服务：传统的应用部署是一项费时费力的工程，不仅要考虑软、硬件之间的兼容性，还要进行各种繁杂的安装和配置；(3)高可用性、高利用率、安全和节能：这是人们对lT资源的普遍要求；(4)以服务的方式管理基础设施：应该简化管理复杂度，需要在任意地点通过网络进行有效的远程管理。

　　为了满足大规模的计算任务对资源的需求，IBM研究部门集成分布在全球的九大研究机构(如图2.9所示)中的IT资源形成一个基于Web的私有云：IBMResearchComputeCloud)(RC2)。RC2是IBM公司的一个发展中的云计算实验室，每天都在不断进步。经过几年的发展，RC2现在能够为IBM公司全球3000多名研究开发人员以服务的方式提供随需应变、自助获取的计算资源，成为了云计算创新的试验床。

　　RC2提供的核心功能包括：服务的设计、注册和管理，服务目录注册和访问管理，大规模的分布式程序模型和开发环境，镜像管理，计算、存储和网络的集成虚拟化，资源的动态管理，大规模的计算能力，以及大规模的存储。RC2提供了解决方案随需应变的自助交付，支持对服务整个生命周期的管理，包括服务的创建和订阅、资源的动态整合、服务监控和计费等，它基于业务流程机制灵活处理用户请求。RC2可以简化基于Web的编程模式，优化应用程序设计，使得基于Web的应用和服务的创建、交付和管理变得更为简单，隐藏掉IT管理的复杂度，简化资源的分配和使用，提供灵活可扩展的大规模IT组件构建的基础架构，根据负载特征优化计算环境。

　　作为一个支持复杂研究业务的云计算平台，RC2支持的研究方向包括虚拟化环境、云存储系统、互联网规模的数据中心和探索性云计算研究。虚拟化环境的主要研究对象是虚拟化的硬件资源及这些资源的管理(虚拟镜像管理、虚拟资源移动性管理、虚拟资源优化整合等)。云存储系统是针对大规模存储系统的架构和文件系统的研究，从而实现优化的云中存储。互联网规模的数据中心着重研究未来分布式数据中心的架构及对供电和空调设备的优化配置。探索性云计算研究关注的是用于服务交付的下一代基础梁构，它旨在提供革命性的基础架构，从而实现资源和服务以透明和动态的方式被管理、部署和重新分配。