導(dǎo)語：如何才能寫好一篇云計(jì)算的技術(shù)原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]云計(jì)算 信息化 高職院校

Study on Application of cloud computing theory and technology in Higher Vocational Colleges

Wu HaimingZeng Wenfeng

（Jiangxi College of Applied Engineering,Pingxiang,Jianxi 337042）

Abstract: Cloud computing huge resources system through the Internet, providing service to the users in a new computing mode. Cloud computing for its safe and reliable data storage and computing power, will have a positive impact on the higher occupation education informatization construction.

Key Words: Cloud computinginformation technologyHigher Vocational Colleges

中圖分類號： G648 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、云計(jì)算簡介

1.云計(jì)算的定義

云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計(jì)算模式。它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上,使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)。云計(jì)算實(shí)質(zhì)上是通過互聯(lián)網(wǎng)訪問應(yīng)用和服務(wù),而這些應(yīng)用或者服務(wù)通常不是運(yùn)行在自己的服務(wù)器上,而是由第三方提供。它的目標(biāo)是把一切都拿到網(wǎng)絡(luò)上,云就是網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)。云計(jì)算依靠強(qiáng)大的計(jì)算能力,使得成千上萬的終端用戶不擔(dān)心所使用的計(jì)算技術(shù)和接入的方式等,都能夠進(jìn)行有效的依靠網(wǎng)絡(luò)連接起來的硬件平臺的計(jì)算能力來實(shí)施多種應(yīng)用。云計(jì)算的新穎之處在于它幾乎可以提供無限的廉價(jià)存儲(chǔ)和計(jì)算能力。

基于云計(jì)算的原理和其固有的特點(diǎn),云計(jì)算比其它新技術(shù)更容易進(jìn)入高職院校。云計(jì)算對用戶端的設(shè)備要求很低,這一特點(diǎn)決定云計(jì)算將會(huì)在學(xué)校大受歡迎。

2.云計(jì)算的優(yōu)勢

(1) 可靠、安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

云計(jì)算提供了最為可靠安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端，不用再擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失，病毒入侵的麻煩，因?yàn)樵凇霸啤崩镉惺澜缟献顚I(yè)的團(tuán)隊(duì)來幫你管理信息。同時(shí)，嚴(yán)格的權(quán)限管理策略可以幫助你放心地與你指定的人共享數(shù)據(jù)。這樣，你不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務(wù)。

(2) 方便、快捷的云服務(wù)

云計(jì)算時(shí)代，用戶將不需要安裝和升級電腦上的各種應(yīng)件，只需要具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，就可以方便快捷地使用云提供的各種服務(wù)。這將有效地降低技術(shù)應(yīng)用的難度曲線，進(jìn)一步推動(dòng)Web服務(wù)發(fā)展的廣度和深度。

(3) 強(qiáng)大的計(jì)算能力

云計(jì)算為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以為普通用戶提供每秒1O萬億次的運(yùn)算能力，完成用戶的各種業(yè)務(wù)要求。這種超級運(yùn)算能力在普通計(jì)算環(huán)境下是難以達(dá)到的。

(4) 經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)預(yù)計(jì)，相對于機(jī)構(gòu)自身運(yùn)營的數(shù)據(jù)中心而言，云計(jì)算提供商的存儲(chǔ)成本一般只有其十分之一，而帶寬成本只有二分之一，計(jì)算處理能力成本只有三分之一。這將幫助一些機(jī)構(gòu)以比較低廉的架構(gòu)成本進(jìn)行運(yùn)作。

二、云計(jì)算為高職院校教育信息化建設(shè)提供新的思路

1.云計(jì)算能大大節(jié)約信息化的資金投入

目前的高職院校信息化建設(shè)中成本主要來源于軟硬件的購置、日常維護(hù)及設(shè)備更新等,如果將這些建立在云計(jì)算和服務(wù)的基礎(chǔ)之上,將大大減少資金投入。其一,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的基礎(chǔ)平臺將是云服務(wù)提供商提供的跨平臺、運(yùn)算能力強(qiáng)大、資源豐富的統(tǒng)一的通用信息平臺,無需購買本地服務(wù)器,僅需投入少數(shù)管理終端及云接入設(shè)備即可;其二,所有的服務(wù)提供均由云端提供,無需為保證服務(wù)器運(yùn)行的可靠性、保證存儲(chǔ)在服務(wù)器中的數(shù)據(jù)資源的安全以及避免因網(wǎng)絡(luò)訪問異常導(dǎo)致服務(wù)器癱瘓而對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器響應(yīng)及接入數(shù)量等進(jìn)行限制,因此原來維護(hù)、升級等工作幾乎降至最低,管理成本也相應(yīng)可以大大降低。

2.真正實(shí)現(xiàn)資源整合,建立統(tǒng)一的資源平臺

將高職院校信息化建立在云計(jì)算和服務(wù)的基礎(chǔ)之上,將繁重的網(wǎng)絡(luò)信息平臺建設(shè)、服務(wù)器的配備、課程資源的存儲(chǔ)與管理等工作交給云服務(wù)提供商,那么現(xiàn)有分散的、自成一體、本地化的網(wǎng)絡(luò)信息平臺將轉(zhuǎn)變成為一個(gè)與具體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)無關(guān)的強(qiáng)大的統(tǒng)一的通用信息平臺,在這個(gè)平臺上以成千上萬的云服務(wù)器為依托,擁有著極其強(qiáng)大的計(jì)算功能、海量的網(wǎng)絡(luò)資源,現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中存在的軟、硬件資源重復(fù)投入、虛擬化教學(xué)設(shè)備運(yùn)行能力支持等問題將迎刃而解。

3.云計(jì)算的應(yīng)用能夠保證高職院校師生的信息安全

校園網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)病毒的防控一直是一個(gè)十分棘手的問題,尤其在多媒體教室及計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。一臺機(jī)器中毒,很快就會(huì)傳遍所有機(jī)器。殺毒軟件授權(quán)使用費(fèi)用對高職院校來說也是一筆不小的開支,但對病毒仍不能有效的防控。而在云計(jì)算環(huán)境下,云計(jì)算提供商擁有先進(jìn)技術(shù)和專業(yè)團(tuán)隊(duì)來負(fù)責(zé)這些資源的安全維護(hù)工作,師生們只需通過網(wǎng)絡(luò),就能訪問自己的數(shù)據(jù)。本地不再存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù),因而不用擔(dān)心病毒入侵造成的破壞。所以,云計(jì)算在高職院校的應(yīng)用既省去了高職院校在信息安全方面的開支,又確保了高職院校師生的信息安全。

三、結(jié)束語

云計(jì)算能為高職院校信息化提供所需的基礎(chǔ)設(shè)施和軟件環(huán)境,幫助高職院校擺脫資金不足、專業(yè)技術(shù)人員匱乏等各種困擾,其在高職院校教學(xué)、科研中的應(yīng)用前景十分廣闊。云計(jì)算的發(fā)展趨勢已經(jīng)呈現(xiàn),一定會(huì)為高職院校的教學(xué)質(zhì)量、科研水平等方面的提升貢獻(xiàn)出自己的力量。信息技術(shù)已經(jīng)從計(jì)算機(jī)時(shí)代走向互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,教育信息化也將從以計(jì)算機(jī)輔助教育應(yīng)用為中心走向以數(shù)據(jù)、計(jì)算和服務(wù)為中心。云計(jì)算為這種轉(zhuǎn)變提供了機(jī)會(huì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn),并使之成為可能,為高等學(xué)校教育信息化的發(fā)展和建設(shè)提供了新的模式。

參考文獻(xiàn):

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【關(guān)鍵詞】云計(jì)算技術(shù) 檔案管理

教學(xué)檔案作為學(xué)校管理的重要組成部分，直接關(guān)系到學(xué)校教學(xué)改革的質(zhì)量。在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代背景下，中職院校檔案管理也需要借助信息技術(shù)的輔助提高管理效率。云計(jì)算具有強(qiáng)大的功能，將云計(jì)算應(yīng)用到中職學(xué)校檔案管理中對提高教學(xué)水平具有積極意義。

1 云計(jì)算技術(shù)

1.1 云計(jì)算的概念

云計(jì)算指的是將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合所形成的新產(chǎn)物。通過云計(jì)算技術(shù)，用戶可以便捷地獲取各項(xiàng)服務(wù)，對云中的各種資源都可以實(shí)現(xiàn)共享，并隨時(shí)擴(kuò)展，按照實(shí)際的使用情況支付相應(yīng)的資費(fèi)。云計(jì)算的目的在于通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各種計(jì)算資源整合為一個(gè)整體，統(tǒng)一化管理，形成一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算資源池，為不同用戶提供個(gè)性化的服務(wù)，這對于信息資源的高效利用具有重要意義。

1.2 云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)

云計(jì)算技術(shù)融合了軟硬件多類資源，并以分布式分享的形式存在，可以快速地進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展與配置，擁有強(qiáng)大的功能。云計(jì)算擁有著大規(guī)模數(shù)量的服務(wù)器，計(jì)算能力很強(qiáng)，同時(shí)虛擬化的云計(jì)算也可以看作是虛擬的資源庫，能夠滿足用戶的不同需求，只要網(wǎng)絡(luò)存在就可以快速地獲取所需的服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)還具有較高的可靠性，分布式數(shù)據(jù)中心能夠及時(shí)地收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存?zhèn)浞莸降乩砦恢孟喔綦x的數(shù)據(jù)庫主機(jī)中，這樣一來，即便是用戶自己也無法準(zhǔn)確了解數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)備份地點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)黑客與病毒就難以侵入系統(tǒng)，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)信息的安全性。云計(jì)算還可以自主進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，系統(tǒng)的軟硬件及存儲(chǔ)都可以自動(dòng)配置，按需使用云資源，有效提高了資源的利用率。

2 云計(jì)算技術(shù)在學(xué)校檔案管理中應(yīng)用的可行性

近幾年，隨著中職院校教育信息化程度不斷提高，教學(xué)活動(dòng)也更加的智能化、網(wǎng)絡(luò)化，很多教學(xué)管理活動(dòng)都是依托于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，因此，在教學(xué)管理活動(dòng)中也產(chǎn)生了大量信息化的教學(xué)檔案信息。海量的教學(xué)信息對存儲(chǔ)空間與存儲(chǔ)模式都提出了更高的要求，云計(jì)算技術(shù)能夠有效解決數(shù)據(jù)信息的大量存儲(chǔ)于管理問題，促使數(shù)據(jù)信息更加的智能化，這對于教學(xué)檔案信息的信息化管理具有重要意義。

3 云計(jì)算在學(xué)校檔案管理中的應(yīng)用

3.1 為數(shù)字檔案提供存儲(chǔ)空間

云計(jì)算擁有著超大的存儲(chǔ)空間與數(shù)據(jù)處理能力。近幾年，中職院校的教學(xué)檔案信息化程度不斷提高，產(chǎn)生了大量的數(shù)字檔案，包括聲音、文字、視頻等多種媒體類型，數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)量日益增長，這對數(shù)字檔案的存儲(chǔ)空間提出了更高的要求。云計(jì)算技術(shù)為數(shù)字檔案提供了云存儲(chǔ)的空間，教師和學(xué)生可以通過云存儲(chǔ)快速高效地獲取各類教學(xué)資源，為學(xué)校的教學(xué)資源共享提供了輔助。此外，云計(jì)算技術(shù)能夠智能優(yōu)化分配檔案信息，正確處理數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌整合，教師和學(xué)生可以更加便捷地檢索利用所需的檔案資源提高了檔案字的利用效率，對實(shí)現(xiàn)教學(xué)檔案信息共享具有重要的輔助作用。

3.2 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速共享

云計(jì)算技術(shù)能夠有效促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的共享。云計(jì)算技術(shù)借助網(wǎng)絡(luò)能對海量信息進(jìn)行快速處理，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源的快速共享，這在很大程度上提高了檔案的利用效率，同時(shí)避免了不同檔案部門對同一方案信息的重復(fù)建設(shè)。當(dāng)前，我國中職院校數(shù)字檔案建設(shè)發(fā)展非?？欤兄罅康臋n案資源，但在資源共享上卻仍存在一定的不足，很多檔案資源都未能得到充分利用，造成了檔案資源的浪費(fèi)。為了更為高效地利用檔案資源，實(shí)現(xiàn)檔案資源的快速共享，學(xué)?？梢岳迷朴?jì)算技術(shù)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類，將開放的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)于公有云平臺中，這樣一來，不同用戶便可以通過公有云快速獲取相關(guān)資源，實(shí)現(xiàn)檔案信息的共享。對于具有安全保密需求的檔案資源可以存儲(chǔ)于私有云平臺中，為特定用戶提供檔案查詢服務(wù)，切實(shí)保護(hù)檔案資源的安全。

3.3 提高數(shù)據(jù)的可靠性

就我國當(dāng)前大部分的中職院校檔案管理情況來看，其教學(xué)檔案信息基本都存儲(chǔ)于教務(wù)管理系統(tǒng)服務(wù)器上。然而很多院校都未能安排專業(yè)的計(jì)算機(jī)維護(hù)人員對服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)，這樣一來，一旦出現(xiàn)計(jì)算機(jī)故障，就需要重新安裝操作系統(tǒng)，照成無法及時(shí)為教師和學(xué)生提供正常服務(wù)，甚至在計(jì)算機(jī)維護(hù)期間發(fā)生檔案信息丟失、損壞的情況，這對于檔案信息的利用造成了極為不利的影響。云計(jì)算技術(shù)利用多臺計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，即使其中的一臺計(jì)算機(jī)或服務(wù)器出現(xiàn)故障，其他計(jì)算機(jī)或服務(wù)器也可以快速地完成數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)，利用新的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)不間斷服務(wù)。

3.4 為檔案信息用戶提供便捷服務(wù)

云計(jì)算技術(shù)充分體現(xiàn)了以人為本的管理理念，在云計(jì)算技術(shù)的輔助下，不同用戶都可以根據(jù)自身的實(shí)際需求利用云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢與利用。云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力與通用擴(kuò)展性為檔案信息用戶提供了更為便捷的服務(wù)，為檔案信息資源的共享提供了良好的信息交互平臺，使檔案信息管理部門可以快速地對檔案信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與管理。此外，云計(jì)算技術(shù)整合了多種服務(wù)技術(shù)，進(jìn)一步提升了檔案信息的個(gè)性化服務(wù)能力，能夠滿足不同用戶的個(gè)性化需求。用戶可以利用云計(jì)算技術(shù)將教學(xué)資源存儲(chǔ)于云端檔案，構(gòu)建統(tǒng)一的教學(xué)檔案信息平臺，這樣一來，不同用戶都可以隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)連接到云端，隨時(shí)隨地地獲取所需資源，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，不必受到地點(diǎn)與固定的檔案資源限制，便可以實(shí)現(xiàn)檔案資源的遠(yuǎn)程查詢與利用。

3.5 降低檔案信息化建設(shè)的投入

中職院校的不同教學(xué)單位與部門可以通過云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源共享，利用云計(jì)算平臺的基礎(chǔ)軟硬件資源，獲取相關(guān)的資源信息，這樣可以有效促進(jìn)檔案信息化，實(shí)現(xiàn)檔案信息的資源共享，同時(shí)降低檔案信息化建設(shè)的投入，避免發(fā)生重復(fù)建設(shè)的情況，克服了各單位間服務(wù)器的訪問限制，并有效降低了在硬件設(shè)備與軟件設(shè)備上的投入與\行維護(hù)費(fèi)用，在降低檔案信息化建設(shè)投入的同時(shí)，有效提高了檔案管理的效率，促進(jìn)了檔案信息的共享與利用。

4 結(jié)語

隨著國家加大對各中職院校數(shù)字化校園的投入，中職院校需要充分利用云計(jì)算技術(shù)，針對學(xué)校自身的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)完善的管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密方案，建立完善的教學(xué)檔案管理系統(tǒng)，全面提高教學(xué)檔案的管理水平。

參考文獻(xiàn)

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篇3

【 關(guān)鍵詞 】 云計(jì)算；多維免疫；數(shù)據(jù)安全

【 Abstract 】 With the development of information technology in the electric power system， the requirement for data security is also more and more high. The problem of data security has become a common problem. This paper mainly analyzes the multidimensional immune cloud data security technology， analyzes the concept of cloud computing and data security， data security in cloud computing model， has made the thorough discussion on multidimensional immune security cloud data， for reference.

【 Keywords 】 cloud computing； multidimensional immune； data security

1 引言

云計(jì)算是目前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)課題，采用云計(jì)算技術(shù)可以設(shè)計(jì)出一種先進(jìn)的信息應(yīng)用模式，充分利用計(jì)算機(jī)資源。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了云計(jì)算的開發(fā)和應(yīng)用，使云計(jì)算的應(yīng)用更加廉價(jià)和強(qiáng)大?；诙嗑S免疫的云計(jì)算，可以給用戶的硬件使用帶來方便，云計(jì)算使用的是先驅(qū)簡單存儲(chǔ)服務(wù)和彈性云計(jì)算服務(wù)。隨著世界各大企業(yè)開始關(guān)注云計(jì)算，關(guān)于云計(jì)算安全的問題也出現(xiàn)了。只有保證云計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)機(jī)密性和完整性，才能促進(jìn)云計(jì)算系統(tǒng)的科學(xué)性和安全性。云計(jì)算的安全正面臨著威脅，通過研究云計(jì)算技術(shù)，建立云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全模型，多維免疫的云計(jì)算模型，這個(gè)模型是建立在云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)上的。運(yùn)用免疫學(xué)原理，提出適合云計(jì)算架構(gòu)的多維免疫算法。這個(gè)算法的優(yōu)勢是以克隆算法為主要對象，是一種面向云計(jì)算的免疫算法。

2 云計(jì)算數(shù)據(jù)安全模型

云計(jì)算是下一代的IT架構(gòu)。運(yùn)用云計(jì)算，可以把應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)遷移到很大的數(shù)據(jù)中心。云計(jì)算的這一特點(diǎn)帶來了很大的安全問題。要研究云計(jì)算數(shù)據(jù)的安全特征，就要首先了解云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全模型。

2.1 云計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)模型

云計(jì)算的平臺構(gòu)架主要技術(shù)有并行編程的模式，分布式文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理模型。其層次如圖1所示。

云計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)用共分為三個(gè)層次：應(yīng)用層、索引層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。同時(shí)要了解云計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的三個(gè)要素：用戶、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心。這三個(gè)要素各有著不同的功能，用戶的功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，計(jì)算個(gè)體用戶和組織用戶的數(shù)據(jù)。應(yīng)用服務(wù)器的功能是維護(hù)云計(jì)算的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心的功能是存貯實(shí)際的數(shù)據(jù)信息。但是，在云計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)模型中，存在著很大的安全威脅，主要是來自傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的威脅，容易受到影響的對象有客戶端、主從結(jié)構(gòu)和病毒的傳播，通信的安全性。其中，病毒的傳播主要是通過互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交易服務(wù)，病毒侵入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它的破壞性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單機(jī)系統(tǒng)，用戶也很難進(jìn)行防范?，F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)中，病毒一般有隱蔽性，傳播速度也很快。另外，病毒的制造技術(shù)也越來越高級，不僅可以破壞用戶的程序，還可以竊取信息，造成系統(tǒng)的交叉感染。這種感傳染性的病毒危害性非常大。對于通信故障，網(wǎng)絡(luò)中通常分為兩種類型的安全攻擊類型：主動(dòng)攻擊和被動(dòng)攻擊。常見的攻擊手段有偷竊、分析、冒充、篡改。對于數(shù)據(jù)安全來說，除了上述的數(shù)據(jù)安全，還有新數(shù)據(jù)的安全威脅，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：保密失效威脅、分布式可用威脅、動(dòng)態(tài)完整性威脅。

2.2 云計(jì)算數(shù)據(jù)安全模型

該數(shù)據(jù)安全模型主要分三個(gè)層次：第一層的功能是負(fù)責(zé)驗(yàn)證用戶的身份，保證云計(jì)算中數(shù)據(jù)的安全；第二層的功能是負(fù)責(zé)對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行保密處理，保護(hù)用戶的隱私；第三層的功能是恢復(fù)用戶誤刪的數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的最后一道防線。這三層結(jié)構(gòu)是相互聯(lián)系，層層深入。首先要驗(yàn)證用戶的身份，保證用戶的數(shù)據(jù)信息不被篡改。如果非法用戶進(jìn)入的系統(tǒng)，則進(jìn)入系統(tǒng)后還要經(jīng)過加密保護(hù)和防御系統(tǒng)。最后是文件恢復(fù)的層次，這一層次可以幫助用戶在數(shù)據(jù)受損的情況下修復(fù)數(shù)據(jù)。

3 多維免疫的云數(shù)據(jù)安全

3.1 多維免疫算法

多維免疫算法的組成主要依靠生物原理、免疫系統(tǒng)的多維模型、多維免疫的基本原則組成。其中，生物原理是把生物學(xué)的理論應(yīng)用在云計(jì)算中。人工免疫系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，在免疫能力的發(fā)揮方面有了很大的發(fā)展。免疫能力的增長是一個(gè)漫長的過程，后天的免疫的生成更是一個(gè)艱難的過程。在一個(gè)系統(tǒng)生成初期，完全沒有后天的免疫能力，但是隨著身體的成長，免疫細(xì)胞逐漸增多，免疫系統(tǒng)也開始形成。多維免疫系統(tǒng)的形成也是這樣的。

3.2 多維免疫的數(shù)據(jù)安全原理

阻礙多維免疫的數(shù)據(jù)安全的因素主要有不可靠網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)故障、超大規(guī)模的用戶訪問、數(shù)據(jù)更新引起的數(shù)據(jù)不一致性等。為了提高數(shù)據(jù)管理的安全性，云計(jì)算為用戶提供了一個(gè)一致的入口，只有向用戶提供透明的文件，進(jìn)行文件數(shù)據(jù)的定位數(shù)據(jù)選擇。對于數(shù)據(jù)管理服務(wù)，應(yīng)該注意，這項(xiàng)服務(wù)是連接用戶和系統(tǒng)的。應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心共同組成了云計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用服務(wù)器主要目的是方便用戶訪問歷史和相關(guān)的文件信息。

3.3 多維免疫的云數(shù)據(jù)安全策略

主要包括文件分布的策略，HDFS 文件冗余度計(jì)算，多維免疫的文件分布，數(shù)據(jù)塊選擇機(jī)制等。對于云計(jì)算中的用戶文件，需要考慮到數(shù)據(jù)塊的數(shù)量分布、數(shù)據(jù)塊的顆粒度和數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建時(shí)間。多維免疫的文件分布中，首先要掌握文件分布的原理，多維免疫算法和云計(jì)算中文件的創(chuàng)建和文件塊的分配法是一致的。

4 結(jié)束語

多維免疫算法及其數(shù)據(jù)安全應(yīng)用非常重要，首先需要制定科學(xué)的多維免疫算法的實(shí)現(xiàn)方案，通過研究云計(jì)算技術(shù)，建立云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全模型，多維免疫的云計(jì)算模型，這個(gè)模型是建立在云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)上的。運(yùn)用免疫學(xué)原理，提出適合云計(jì)算架構(gòu)的多維免疫算法。然后全面了解多維免疫算法的數(shù)據(jù)安全的原理，掌握云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全要素的特征。采用定量分析的方法，才能完善多維免疫的云計(jì)算數(shù)據(jù)安全管理內(nèi)容。只有保證云計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)機(jī)密性和完整性，才能促進(jìn)云計(jì)算系統(tǒng)的科學(xué)性和安全性。

云計(jì)算的安全正面臨著威脅，通過研究云計(jì)算技術(shù)，建立云計(jì)算的數(shù)據(jù)安全模型，多維免疫的云計(jì)算模型，保證云計(jì)算數(shù)據(jù)的安全性。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞 云計(jì)算 云平臺 原理 經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 “云技術(shù)”的定義

所謂“云技術(shù)”，就是基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、整合技術(shù)、管理平臺技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)的總稱。它的核心就是云計(jì)算，何為云計(jì)算呢？百度上給云計(jì)算的定義是：云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需，易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。還有一種通俗的說法：云計(jì)算就是一種按需調(diào)用的資源池，使用者能夠很方便地獲得共享資源，比如應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)空間等。其實(shí)，簡單的云技術(shù)早已運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之中，如各種搜索引擎、電子郵箱等，我們只需輸入關(guān)鍵字等指令，即可得到大量的信息。

2 云技術(shù)的基本原理及其特點(diǎn)

云技術(shù)的基本原理：使用者無需事先安裝應(yīng)用程序，只需使用自已的電子設(shè)備作為登陸終端，直接登陸遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行操作，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不是存儲(chǔ)在本地設(shè)備上，而仍是存儲(chǔ)于遠(yuǎn)程服務(wù)器當(dāng)中，這些遠(yuǎn)程服務(wù)器的運(yùn)營和管理是由專門部門負(fù)責(zé)，他們必須提供給用戶足夠的應(yīng)用程序和存儲(chǔ)空間，并保證服務(wù)器的運(yùn)算能力。云技術(shù)的特點(diǎn)在于它使用的靈活性，與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同之處就是用戶在使用時(shí)無需安裝任務(wù)客戶端，實(shí)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)即可使用資源。

云技術(shù)主要的架構(gòu)模式可分為3種：基礎(chǔ)設(shè)施云、平臺云和應(yīng)用云。這三種模式既可獨(dú)立存在，又是相互依賴的關(guān)系。

這種架構(gòu)方式充分利用了信息自動(dòng)化技術(shù)，把網(wǎng)絡(luò)平臺的硬件和軟件資源都進(jìn)行了有效整合。因此，我們可以把云技術(shù)的特點(diǎn)總結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）用戶可以隨時(shí)隨地通過某種電子終端獲取信息。（2）云平臺的存儲(chǔ)能力高且運(yùn)營成本低。（3）信息自動(dòng)化種度高，云計(jì)算能夠高效地對網(wǎng)絡(luò)海量信息進(jìn)行多種篩選、智能分析，盡可能把準(zhǔn)確的信息提供給用戶。

3 云技術(shù)在經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

3.1 經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

近幾年來，隨著各個(gè)高校對經(jīng)管專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視程度日益加深，經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系也隨之日益發(fā)展和完善。

現(xiàn)如今，無論是經(jīng)濟(jì)類課程還是管理類課程，皆可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。如：計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)課程，有專業(yè)軟件Eviews，學(xué)生們利用此軟件在實(shí)驗(yàn)室就能實(shí)現(xiàn)對社會(huì)經(jīng)濟(jì)關(guān)系與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的數(shù)量規(guī)律進(jìn)行觀察；會(huì)計(jì)學(xué)課程，有用友財(cái)務(wù)軟件、金碟財(cái)務(wù)軟件等，這些軟件幾乎涵蓋了一個(gè)企業(yè)財(cái)務(wù)處理的整個(gè)流程，會(huì)計(jì)學(xué)專業(yè)的學(xué)生就可以通過在實(shí)驗(yàn)室操作此軟件，了解并掌握從建帳、日常業(yè)務(wù)至月末結(jié)帳等全部財(cái)務(wù)處理工作；管理學(xué)課程，有企業(yè)ERP物理沙盤及軟件沙盤，學(xué)生們通過參與模擬經(jīng)營，對抗演練等一系列的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，全面領(lǐng)悟管理規(guī)律，掌握管理知識。由上可知，經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上是依托于軟件平臺，對現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，賦予學(xué)生更加直觀的感受，增強(qiáng)了學(xué)生們對理論知識的理解，同時(shí)也掌握了相關(guān)的專業(yè)技能。根據(jù)經(jīng)管類專業(yè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，云技術(shù)的引入完全是可以實(shí)現(xiàn)的。

3.2 云計(jì)算平臺的介紹

云技術(shù)的實(shí)現(xiàn)必須是以云計(jì)算平臺為基礎(chǔ)，云計(jì)算平臺在用途上可分為三類：（1）以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為主的云平臺；（2）以數(shù)據(jù)處理為主的計(jì)算型云平臺；（3）同時(shí)具備存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理功能的綜合云平臺。

用以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的云計(jì)算平臺必須是具備存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)處理的能力的綜合云平臺，它是服務(wù)教學(xué)管理與應(yīng)用的信息化中心，通過搭建一個(gè)云教育平臺，可以實(shí)現(xiàn)對院校實(shí)訓(xùn)資源、教學(xué)資源、科研資源、社會(huì)服務(wù)資源進(jìn)行有效的共享及應(yīng)用。平臺運(yùn)用于計(jì)算以及存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，通過將業(yè)務(wù)系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和桌面系統(tǒng)整合到 vSphere 環(huán)境中運(yùn)行和管理，能夠把不同物理位置，不同平臺下的軟硬資源有效整合，實(shí)現(xiàn)資源的有效共享和應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的最大整合不共享，實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效的管理，有效地提高信息安全，降低管理成本，降低硬件成本，減少資源的重復(fù)建設(shè)，提高設(shè)備和資源的利用率。

3.3 云技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體實(shí)現(xiàn)

在搭建完一個(gè)云教育平臺之后，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所需的應(yīng)用程序，信息資源、課程資料全部存儲(chǔ)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之中，形成標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境建設(shè)，實(shí)現(xiàn)云端實(shí)驗(yàn)室，也就是虛擬實(shí)驗(yàn)室，通過虛擬桌面的方式完成遠(yuǎn)程訪問。其虛擬實(shí)驗(yàn)室和桌面操作系統(tǒng)或應(yīng)用服務(wù)等通過云端網(wǎng)絡(luò)在后臺數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上運(yùn)行，而操作過程則在終端客戶界面上展示。

云技術(shù)的優(yōu)勢就在于它的資源整合能力，只要通過協(xié)同集成配置工具，用戶應(yīng)用組合管理器，可實(shí)現(xiàn)基于某一主題或業(yè)務(wù)鏈進(jìn)行自定義應(yīng)用組合管理；應(yīng)用組合數(shù)據(jù)庫管理器：按數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)挖掘的要求對應(yīng)用組合進(jìn)行應(yīng)用組合數(shù)據(jù)庫定義，實(shí)現(xiàn)真正的業(yè)務(wù)通，并具有自由配置功能。學(xué)生通過云平臺的模塊整合，可以進(jìn)行企業(yè)整個(gè)生產(chǎn)、運(yùn)營、管理、財(cái)務(wù)、營銷等一系列活動(dòng)的實(shí)訓(xùn)，而不僅僅是限于本專業(yè)。

云平臺的其他輔助工具也是非常有用的，比如：同步課堂教學(xué)工具：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端學(xué)生與老師實(shí)時(shí)場景教學(xué)，包括視頻、信息文字溝通和語音交流；遠(yuǎn)程互動(dòng)虛擬課堂工具：教師資源共享，提升優(yōu)秀教師優(yōu)質(zhì)課程的上座率，增加學(xué)生參與互動(dòng)能力；互助式學(xué)習(xí)系統(tǒng)：互助學(xué)習(xí)邀請、協(xié)作交流探討、感應(yīng)學(xué)習(xí)邀請，即時(shí)在線交互，知識、答案即時(shí)共享展示；課程資源中心管理系統(tǒng)：課件的制作、開發(fā)、轉(zhuǎn)換、上傳、審核、組裝、、集成、檢索、下載等等。

3.4 云技術(shù)使用的成功案例

國內(nèi)許多高校已經(jīng)開始把云技術(shù)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，在我省，唯一一家擁有國家級的實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的大學(xué)――江西財(cái)大，就是以“云”為發(fā)展特色：應(yīng)用虛擬、仿真技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)化企業(yè)運(yùn)營模擬訓(xùn)練平臺服務(wù)集中于服務(wù)器，建設(shè)“云端創(chuàng)業(yè)模擬實(shí)訓(xùn)中心”，實(shí)現(xiàn)“能上網(wǎng)就能實(shí)驗(yàn)”；應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)管理服務(wù)思想和技術(shù)搭建“綜合仿真實(shí)習(xí)控制中心”，立體化網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“有網(wǎng)絡(luò)就可管理”，網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)使仿真實(shí)訓(xùn)過程實(shí)現(xiàn)“有問題就有指導(dǎo)”。

4 結(jié)語

在以云計(jì)算為核心理念帶動(dòng)下的教育信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了教育領(lǐng)域中的新一輪革命，利用云計(jì)算核心技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、融合通信技術(shù)，構(gòu)建多層次、跨時(shí)空和寬輻射的教育服務(wù)體系，營造開放、共享、可持續(xù)發(fā)展的教育服務(wù)環(huán)境。有效帶動(dòng)教育資源的整合利用，促進(jìn)不同學(xué)科專家、學(xué)生間的交流與合作。全面提升學(xué)校的教育教學(xué)質(zhì)量和教育效率，尤其對經(jīng)管類實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種跨越式發(fā)展和創(chuàng)新、提供了全方位的信息化支撐；形成“感知教育，智慧教育”的新的教學(xué)理念。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)；大數(shù)據(jù)；云計(jì)算；Hadoop

中圖分類號：G642.0；TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）12-0-02

0 引 言

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的興起，數(shù)據(jù)正以前所未有的速度在不斷增長和累積，互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)正在實(shí)時(shí)影響人們的工作、生活乃至社會(huì)發(fā)展。2012年 3月，美國奧巴馬政府公布“大數(shù)據(jù)研發(fā)計(jì)劃”，旨在提高和改進(jìn)人們從海量、復(fù)雜的數(shù)據(jù)中獲取知識的能力，發(fā)展收集、儲(chǔ)存、保留、管理、分析和共享海量數(shù)據(jù)所需要的核心技術(shù)。2014年大數(shù)據(jù)高速發(fā)展，中國互聯(lián)網(wǎng)三巨頭BAT（百度、阿里、騰訊）紛紛建立大數(shù)據(jù)研究院、大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室等，提供大數(shù)據(jù)專業(yè)服務(wù)，一批大數(shù)據(jù)專業(yè)分析公司應(yīng)運(yùn)而生。我國的開放、共享和智能的大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來臨，同時(shí)對專業(yè)人才的需求也日益增長。

大數(shù)據(jù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)，因此適時(shí)調(diào)整高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo)，可以更好的適應(yīng)大數(shù)據(jù)發(fā)展要求。大數(shù)據(jù)背景下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生的目標(biāo)是培養(yǎng)具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的專業(yè)知識，實(shí)踐能力強(qiáng)、職業(yè)道德素養(yǎng)高，具備云平臺的管理能力和網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)能力，能夠從事網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)高級管理維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、云平臺組建及管理以及大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算及分析等崗位的高級技能型人才[1]。

1 大數(shù)據(jù)與云計(jì)算

根據(jù)維基百科的定義，大數(shù)據(jù)[2，3]是指無法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)主要具有4V特征[2]，即數(shù)據(jù)體量巨大（Volume）、數(shù)據(jù)種類繁多（Variety）、流動(dòng)速度快（Velocity）、價(jià)值密度低（Value）。

從技術(shù)角度上看，大數(shù)據(jù)必然無法用單臺計(jì)算機(jī)處理，必須依托云計(jì)算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)。目前應(yīng)用最為廣泛的大數(shù)據(jù)分布式處理平臺就是Hadoop，Hadoop是由Apache基金會(huì)所開發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)、分析和處理的云計(jì)算平臺，已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用。例如Yahoo使用4 000個(gè)節(jié)點(diǎn)的Hadoop集群來支持廣告系統(tǒng)和Web搜索的研究；Facebook使用1 000個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群運(yùn)行Hadoop，存儲(chǔ)日志數(shù)據(jù)，支持其上的數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)；百度用Hadoop處理每周200 TB的數(shù)據(jù)，進(jìn)行搜索日志分析和網(wǎng)頁數(shù)據(jù)挖掘工作；淘寶的Hadoop系統(tǒng)用于存儲(chǔ)并處理電子商務(wù)交易的相關(guān)數(shù)據(jù)。

2 課程體系改革研究

2.1 課程體系現(xiàn)狀

目前，高職院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)類課程大多圍繞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)兩條主線，主要課程包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、路由器及交換機(jī)配置與管理、Windows網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置與管理以及動(dòng)態(tài)網(wǎng)站開發(fā)相關(guān)技術(shù)等。這些課程內(nèi)容傳統(tǒng)，課程內(nèi)容嚴(yán)重同質(zhì)化，教學(xué)內(nèi)容已不能滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代人才培養(yǎng)的要求，這些將直接影響學(xué)生的理論實(shí)踐能力和就業(yè)機(jī)會(huì)。

大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)及云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才培養(yǎng)帶來了新的要求與挑戰(zhàn)，與市場需求存在脫節(jié)現(xiàn)象。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)應(yīng)緊跟大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的步伐，不斷進(jìn)行專業(yè)課程的創(chuàng)新性研究，重視實(shí)踐類課程和教材的研發(fā)，適時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)教學(xué)計(jì)劃，以期滿足工作崗位的實(shí)際要求。

2.2 研究思路

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，其課程體系比較成熟，形成了各自的特色教學(xué)。因此，本文的研究內(nèi)容是對原有課程體系的補(bǔ)充和完善。

2.2.1 有針對性的進(jìn)一步優(yōu)化傳統(tǒng)的專業(yè)職業(yè)技能課程

傳統(tǒng)的專業(yè)職業(yè)技能課程已經(jīng)比較成熟，經(jīng)過了實(shí)踐的考驗(yàn)，也已得到了學(xué)生的認(rèn)可。盡管如此，還要有針對性的進(jìn)一步優(yōu)化，使得課程體系的理實(shí)比達(dá)到更優(yōu)，提升課程教學(xué)實(shí)施的效果。

2.2.2 采用增加模式，補(bǔ)充完善課程體系

基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)研發(fā)新的職業(yè)技能課程，充實(shí)現(xiàn)有的課程體系。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算緊密相聯(lián)，因此要增加云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的理論和實(shí)踐課程。在研發(fā)課程的過程中，以崗位需求為導(dǎo)向，以培養(yǎng)技能型人才為目標(biāo)，合理安排理論教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)，著重開發(fā)實(shí)踐教學(xué)案例和內(nèi)容，明顯區(qū)別于本科課程教學(xué)設(shè)置。

2.2.3 課程體系相互作用，相互促進(jìn)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)。因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)課程也是新研發(fā)課程的基礎(chǔ)。新研發(fā)課程既是傳統(tǒng)課程的有效實(shí)踐，又是對傳統(tǒng)課程的有效擴(kuò)展和提升。

2.3 具體內(nèi)容

由于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才培養(yǎng)具有先決條件。根據(jù)以上研究思路，具體方案主要包括強(qiáng)化現(xiàn)有課程體系，增加基礎(chǔ)理論課程、完善知識體系，增加實(shí)踐課程、鍛煉崗位能力三個(gè)部分。

2.3.1 強(qiáng)化現(xiàn)有課程體系

針對現(xiàn)階段存在的問題，學(xué)校應(yīng)強(qiáng)化現(xiàn)有課程體系，使學(xué)生具有扎實(shí)的網(wǎng)絡(luò)管理能力和一定的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)能力。現(xiàn)有的課程體系使學(xué)生具備了相關(guān)能力。熟悉ISO/OSI互聯(lián)網(wǎng)模型，并掌握常見的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議如TCP/IP、ARP、OSPF、SSL、DNS、DHCP及HTTP等。能夠配置管理Windows和Linux服務(wù)器，熟悉使用常見的網(wǎng)絡(luò)命令，具備遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制學(xué)習(xí)能力。掌握程序設(shè)計(jì)語言Java，具備Windows和Linux下的程序開發(fā)能力，包括編寫shell程序。能夠配置交換機(jī)和路由器，具備組建局域網(wǎng)的能力。熟悉信息安全、系統(tǒng)安全及網(wǎng)絡(luò)安全攻防技術(shù)。

2.3.2 增加基礎(chǔ)理論課程，完善知識體系

針對人才需求，增加大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等基礎(chǔ)理論課程，完善知識體系。雖然大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等課程教學(xué)的最終目的是培養(yǎng)實(shí)踐技能，但基礎(chǔ)理論仍非常重要，主要包括熟悉大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)概念和常見技術(shù)架構(gòu)；熟悉云計(jì)算原理和架構(gòu)，并了解虛擬化技術(shù)如KVM；熟悉分布式系統(tǒng)和分布式計(jì)算原理；了解大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的最新應(yīng)用。

2.3.3 增加實(shí)踐課程，鍛煉崗位能力

在課程體系設(shè)置中，實(shí)踐課程比例應(yīng)超過理論課程。增加大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等實(shí)踐課程，鍛煉學(xué)生的崗位能力。主要包括主流云平臺管理軟件的使用，如華為FusionSphere、VMWARE等；分布式系統(tǒng)管理、分布式并行計(jì)算以及Map/Reduce編程；Hadoop集群、HBase分布式數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建與管理；Hadoop、HBase等案例實(shí)踐與應(yīng)用。

通過以上方法，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生在原有專業(yè)基礎(chǔ)上，掌握大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的原理，具備云平臺的管理能力，并能基于Hadoop等云計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)程序，對大數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。

2.4 Hadoop課程實(shí)施

通過以上分析可知，增加的課程內(nèi)容主要是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算相關(guān)課程，最終采用Hadoop云計(jì)算平臺相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算與分析。通過理論教學(xué)，使得學(xué)生深入了解掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算原理及Hadoop架構(gòu)。通過實(shí)踐教學(xué)，使得學(xué)生能夠掌握Hadoop集群的配置與管理，并且能夠基于Hadoop實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)，使得學(xué)生具備基本的大數(shù)據(jù)處理能力。因此Hadoop課程是核心課程。

2.4.1 Hadoop原理

Hadoop是把大數(shù)據(jù)集分發(fā)到計(jì)算集群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上共同處理以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的快速處理。用戶無需了解分布式底層細(xì)節(jié)就可開發(fā)分布式程序，充分利用集群的威力進(jìn)行高速運(yùn)算和存儲(chǔ)。Hadoop最核心的設(shè)計(jì)是HDFS文件系統(tǒng)和MapReduce編程模型。HDFS為海量數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)，而MapReduce則為海量數(shù)據(jù)提供了計(jì)算。如圖1所示，Hadoop運(yùn)行的基本過程如下[4，5]：

（1）客戶端可以將文件上傳至HDFS文件系統(tǒng)，NameNode則會(huì)根據(jù)文件大小和Block大小配置將文件的物理屬性分成若干個(gè)Block文件塊，并分布式存儲(chǔ)至DataNode數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)將塊存儲(chǔ)信息保存至NameNode節(jié)點(diǎn)，以方便文件進(jìn)行資源管理。

（2）文件上傳完成后，客戶端提交具體Job任務(wù)至Hadoop集群，各DataNode節(jié)點(diǎn)根據(jù)任務(wù)要求可以讀取相應(yīng)的文件Split，并完成Map和Reduce計(jì)算任務(wù)，將結(jié)果作為輸出文件傳輸至HDFS文件系統(tǒng)。

（3）在任務(wù)執(zhí)行過程中，可以通過JobTracker、TaskTracker及ResourceManager監(jiān)控任務(wù)的執(zhí)行情況和資源消耗信息等。

2.4.2 Hadoop教學(xué)平臺配置與部署

Hadoop教學(xué)平臺需配置、部署一些部件。基于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)采用Linux Ubuntu，構(gòu)建Hadoop集群網(wǎng)絡(luò)?；贑loudera Hadoop開源框架實(shí)現(xiàn)Hadoop教學(xué)平臺。

2.4.3 Hadoop分布式文件存儲(chǔ)及大數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)

Hadoop分布式文件存儲(chǔ)及大數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)包括：HDFS文件系統(tǒng)的使用；HBase的使用；MapReducer程序?qū)崿F(xiàn)；大數(shù)據(jù)案例分析與實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié) 語

本文分析了大數(shù)據(jù)背景下高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的改革思路，在優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)傳統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上，增加大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等相關(guān)課程，并以Hadoop課程的具體教學(xué)實(shí)施來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，使得學(xué)生能夠緊跟大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的技術(shù)步伐，滿足工作崗位的要求。

參考文獻(xiàn)

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篇6

 

伴隨著我國電力行業(yè)的迅速發(fā)展，特別是南網(wǎng)、國網(wǎng)、華電等大型的電力企業(yè)，它們的發(fā)展速度更是非常迅速的，目前，電力行業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展當(dāng)中發(fā)揮著中流砥柱的作用，并且是確保整個(gè)社會(huì)穩(wěn)定劑經(jīng)濟(jì)健康迅速發(fā)展的根本性要素，可是，最近幾年隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷研發(fā)，電力企業(yè)信息開始面臨著泄漏、不可掌控等一系列的安全性威脅，并且，自云計(jì)算出現(xiàn)，其依賴于自身優(yōu)質(zhì)的性能與全新的有效計(jì)算、存儲(chǔ)模式受到了各行各業(yè)的喜愛，云計(jì)算電力與以往的電力企業(yè)信息儲(chǔ)存系統(tǒng)及運(yùn)行性能相比具備非常明顯的優(yōu)勢。為此，云計(jì)算環(huán)境下電力企業(yè)信息安全是目前整個(gè)電力行業(yè)急需探究的重要問題。

 

1 云計(jì)算的概念與基本原理

 

在分布式處理、并行式處理及先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的基本前提下形成的一種新型計(jì)算模式即云計(jì)算，其面對的是超大規(guī)模的分布式氛圍，主要發(fā)揮著將供應(yīng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的作用，并且具體的實(shí)現(xiàn)平臺、服務(wù)于應(yīng)用程序都是在整個(gè)云計(jì)算環(huán)境下得以實(shí)現(xiàn)的。云計(jì)算能夠把全部的計(jì)算資源融合在一起，通過具體軟件促使自動(dòng)化管理、無人為參與，并且能夠提供各種各樣的認(rèn)為服務(wù)。

 

云計(jì)算的基本原理是把相關(guān)的計(jì)算逐一分布在多個(gè)分布式計(jì)算機(jī)當(dāng)中，在遠(yuǎn)程服務(wù)器的具體計(jì)算當(dāng)中可以促使電力企業(yè)信息處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，有利于企業(yè)將資源更改為具體的需求得以運(yùn)用，并且能夠按照實(shí)際需求對計(jì)算機(jī)進(jìn)行訪問。云計(jì)算基本原理為一場歷史性的轉(zhuǎn)變創(chuàng)舉。

 

2 目前我國電力企業(yè)信息安全結(jié)構(gòu)狀況

 

2.1 電力企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

 

隨著電力企業(yè)逐漸進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化及智能化階段，為此，目前電力企業(yè)信息安全結(jié)構(gòu)一般是以公共網(wǎng)絡(luò)與專用網(wǎng)絡(luò)有效綜合的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，其中，專用電力信息網(wǎng)絡(luò)指的是在因特網(wǎng)進(jìn)行連接的基礎(chǔ)上形成的一種電力企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)及調(diào)度信息網(wǎng)絡(luò)相互綜合的形式。

 

2.2 電力信息安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

以信息中的信息性能及信息業(yè)務(wù)為出發(fā)點(diǎn)將電力企業(yè)信息劃分為三種層面：自動(dòng)化、生產(chǎn)管理、辦公室自動(dòng)化及電力企業(yè)信息管理。其中，辦公室自動(dòng)化及電力企業(yè)信息管理是與電力企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系在一起的，形成的是一個(gè)安全工作區(qū)域，在這個(gè)安全區(qū)域當(dāng)中SPDnet支撐的一種自動(dòng)化，可具備監(jiān)控性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，譬如，配電自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化等，同時(shí)，安全生產(chǎn)管理區(qū)域同樣也是SPDnet來作為基本支撐的。

 

3 云計(jì)算環(huán)境下電力企業(yè)信息安全技術(shù)的運(yùn)用

 

3.1 數(shù)據(jù)傳輸-存儲(chǔ)安全技術(shù)

 

在整個(gè)電力企業(yè)信息當(dāng)中，涵蓋了大量的有關(guān)電力企業(yè)發(fā)展的資料及所有數(shù)據(jù)信息，譬如：電力企業(yè)的財(cái)務(wù)信息、用戶信息、經(jīng)營管理信息等等，所以，對于整個(gè)電力企業(yè)而言，數(shù)據(jù)的傳輸-存儲(chǔ)安全技術(shù)在其中發(fā)揮著極為重要的作用。

 

一般情況下，云計(jì)算環(huán)境下，嚴(yán)格加密技術(shù)可促使電力企業(yè)信息數(shù)據(jù)在具體的傳輸過程中將會(huì)處于非常安全的一種狀態(tài)下，主要是由于云計(jì)算能夠利用加密技術(shù)將那些潛存的非法訪客完全的拒之門外，預(yù)防數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生竊取的事件。

 

從電力企業(yè)信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的角度進(jìn)行分析，其涵蓋了數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)分離、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)存貯位置的選擇等幾方面內(nèi)容，而云計(jì)算環(huán)境下，電力企業(yè)便能夠利用私有云這一高度集中的存儲(chǔ)技術(shù)把相關(guān)的數(shù)據(jù)信息以基本性能、重要系數(shù)為依據(jù)來選擇不同的存貯方位，這樣可以促使不同種類數(shù)據(jù)間隔離的實(shí)現(xiàn)，并且可起到預(yù)防數(shù)據(jù)信息泄露的作用。

 

云計(jì)算的運(yùn)用可促使電力企業(yè)信息能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)備份，使得電力企業(yè)信息在有突況出現(xiàn)的時(shí)候能夠在第一時(shí)間達(dá)到相關(guān)數(shù)據(jù)的及時(shí)恢復(fù)。

 

3.2 權(quán)限認(rèn)證及身份管理安全技術(shù)

 

云計(jì)算能夠成功的預(yù)防非工作人員使用非法用戶對電力企業(yè)信息系統(tǒng)進(jìn)行訪問，這主要是由于在私有云的內(nèi)部全部的企業(yè)信息都能夠?qū)崿F(xiàn)禁止訪問技術(shù)，電力企業(yè)信息管理工作者能夠通過私有云進(jìn)行身份管理、權(quán)限認(rèn)證技術(shù)的相關(guān)設(shè)置，按照企業(yè)工作人員的級別及具體的規(guī)定對于相關(guān)數(shù)據(jù)及應(yīng)用業(yè)務(wù)作出明確的規(guī)定及權(quán)限的劃分，這樣可成功的預(yù)防了非法訪問的事件發(fā)生，同時(shí)實(shí)現(xiàn)合法用戶根據(jù)個(gè)人權(quán)限來進(jìn)行企業(yè)信息的具體操作。

 

3.3 網(wǎng)絡(luò)安全隔離技術(shù)

 

對于整個(gè)電力企業(yè)信息來講，云計(jì)算實(shí)則是互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的一種內(nèi)部性系統(tǒng)，通常情況下，電力企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)能夠從網(wǎng)絡(luò)安全的被動(dòng)保護(hù)層面來促使入侵檢驗(yàn)技術(shù)、防火墻設(shè)置等安全防火技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，可是，云計(jì)算環(huán)境下，電力企業(yè)信息安全采用的是防火墻技術(shù)、物理隔離技術(shù)、協(xié)議隔離技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，其中，防火墻技術(shù)是對于企業(yè)外部網(wǎng)絡(luò)及電力企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)而創(chuàng)建的一道安全性保護(hù)屏障，通過對個(gè)人信息的嚴(yán)格檢測、審核，將具有破壞性入侵的訪客實(shí)施的一種有效防護(hù)，能夠最大限度上將那些越過防火墻對電力企業(yè)信息安全網(wǎng)絡(luò)及正常運(yùn)行造成破壞的數(shù)據(jù)流進(jìn)行完全性的屏蔽;物理隔離技術(shù)指的是在云計(jì)算環(huán)境下對于電力企業(yè)內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的一種分割，這樣能夠有效的將內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接狀態(tài)完全阻斷;

 

協(xié)議隔離技術(shù)指的是在云計(jì)算環(huán)境下利用網(wǎng)絡(luò)配置隔離器對內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的一種隔離，在協(xié)議隔離技術(shù)的支撐下，內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)是完全分離的一種狀態(tài)，而唯有云計(jì)算環(huán)境下的電力企業(yè)信息進(jìn)行相互交換的過程當(dāng)中，內(nèi)外部網(wǎng)絡(luò)才能夠通過協(xié)議由隔離的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎＿B接狀態(tài)。

 

4 結(jié)語

 

通過上文針對云計(jì)算環(huán)境下電力企業(yè)信息安全的淺析，我們從當(dāng)前電力企業(yè)信息安全的狀況進(jìn)行分析，云計(jì)算環(huán)境下用戶信息安全依然是一個(gè)較為嚴(yán)峻的問題，一部分問題并未得到根本性的解決，在今后的工作當(dāng)中，需要針對云計(jì)算環(huán)境下用戶信息安全供應(yīng)相應(yīng)的幫助，這樣才能夠促使用戶信息安全水平得到較為顯著的提高。我們堅(jiān)信，在未來的工作當(dāng)中，云計(jì)算環(huán)境下的電力企業(yè)信息將會(huì)更加安全，用戶信息的安全性能將會(huì)得到最大程度上的保障。

篇7

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；云數(shù)據(jù)管理；技術(shù)

中圖分類號： C37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、前言

云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)越來越受到人類的重視，目前科技越來越發(fā)達(dá)，云計(jì)算和云數(shù)據(jù)的管理技術(shù)成為了科技研究的熱點(diǎn)問題之一，云計(jì)算作為一個(gè)新興的技術(shù)，已經(jīng)和云數(shù)據(jù)管理一起，為人類的文明作出了進(jìn)一步的貢獻(xiàn)。

二、云計(jì)算概念

云計(jì)算（cloud computing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)。它意味著計(jì)算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。

三、云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)

1虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，它可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機(jī)相關(guān)開銷和支持更廣泛的操作系統(tǒng)方面。通過虛擬化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式，也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。

2分布式海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時(shí)為大量用戶服務(wù)，因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用冗余存儲(chǔ)的方式（集群計(jì)算、數(shù)據(jù)冗余和分布式存儲(chǔ)）保證數(shù)據(jù)的可靠性。

3海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云計(jì)算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，因此，數(shù)據(jù)管理技術(shù)必需能夠高效的管理大量的數(shù)據(jù)。云計(jì)算系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)主要是Google的BT(BigTable)數(shù)據(jù)管理技術(shù)和Hadoop團(tuán)隊(duì)開發(fā)的開源數(shù)據(jù)管理模塊HBase。

四、云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(CDMS)基本原理

雖然 GFS、HDFS、S3 等分布式文件系統(tǒng)較好地解決了云計(jì)算中海量數(shù)據(jù)的組織問題,能夠高效讀寫“云端”海量數(shù)據(jù),但對于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的管理仍需要借助專門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。 兩者之間的關(guān)系或分工,類似于操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)文件組織的文件系統(tǒng)和負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)。 云數(shù)據(jù)管理必須有效地解決云計(jì)算中大數(shù)據(jù)集的高效管理、海量數(shù)據(jù)定數(shù)據(jù)的快速定位等問題。Google 的 BigTable、Hadoop 的 HBase、Sector/Sphere都是目前相對比較成熟的云數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。BigTable 是 Google 為有效管理大規(guī)模結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng),例如數(shù)千臺服務(wù)器的上 PB(petabytes)級規(guī)模的數(shù)據(jù)。

1 BigTable 原理

BigTable 在很多地方與數(shù)據(jù)庫很類似, 使用了很多數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)策略。 但不支持完全的關(guān)系數(shù)據(jù)模型,而是為客戶提供了簡單的數(shù)據(jù)模型。 BigTable 對數(shù)據(jù)讀操作進(jìn)行優(yōu)化,采用列存儲(chǔ)的方式,提高數(shù)據(jù)讀取效率。 BigTable 的基本元素包括行 (row)、 列族 (column families) 和時(shí)間戳(Timestamps)等。 其中，行關(guān)鍵字可以是任意字符串(目前支持最多 64 KB,多數(shù)情況下 10～100 字節(jié)足夠),在一個(gè)行關(guān)鍵字下的每一個(gè)讀寫操作都是原子操作(不管讀寫這一行里有多少個(gè)不同列), 這樣在對同一行進(jìn)行并發(fā)操作時(shí),用戶對于系統(tǒng)行為更容易理解和掌控。 列族由一組同一類型的列關(guān)鍵字組成,是訪問控制的基本單位。 列族必須先創(chuàng)建,然后能在其中的列關(guān)鍵字下存放數(shù)據(jù)；列族創(chuàng)建后,族中任何一個(gè)列關(guān)鍵字均可使用。時(shí)間戳可以由 BigTable 來賦值,表示準(zhǔn)確到毫秒的“實(shí)時(shí)”或者由用戶應(yīng)用程序來賦值。 不同版本的表項(xiàng)內(nèi)容按時(shí)間戳倒序排列,即最新的排在前面。 為了簡化對于不同數(shù)據(jù)版本的數(shù)據(jù)的管理,對每一個(gè)列族支持兩個(gè)設(shè)定, 以便于 BigTable 對表項(xiàng)的版本自動(dòng)進(jìn)行垃圾清除。用戶可以指明只保留表項(xiàng)的最后 n 個(gè)版本,或者只保留足夠新的版本(比如只保留最近 7 天的內(nèi)容)。

SSTable 提供一個(gè)從關(guān)鍵字到值持續(xù)有序的映射,關(guān)鍵字和值都可以是任意字符串。 塊索引(block index)存儲(chǔ)在 SSTable 的最后,用來定位數(shù)據(jù)塊。 Chubby是 BigTable 采用的一個(gè)高度可用的持續(xù)分布式數(shù)據(jù)鎖服務(wù)。 每個(gè) Chubby 服務(wù)由 5 個(gè)活的備份構(gòu)成,其中一個(gè)為主備份并響應(yīng)服務(wù)請求。 只有當(dāng)大多數(shù)備份都保持運(yùn)行并保持互相通信時(shí),相應(yīng)的服務(wù)才是活動(dòng)的。 當(dāng)有備份失效時(shí),Chubby 使用 Paxos算法來保證備份的一致性。

2 、HBase 原理

HBase是 Hadoop的子項(xiàng)目,是目前比較成熟的云數(shù)據(jù)管理開源解決方案之一。 HBase 采用與 Bigtable 非常相似的數(shù)據(jù)模型。 用戶存儲(chǔ)數(shù)據(jù)行(data row)在一個(gè)標(biāo)識表(labelled table)中,一個(gè)數(shù)據(jù)行有一個(gè)可排序的主鍵或分類鍵 (sortable key) 和 任 意 數(shù) 量 的 列 (column)。 表 是 疏 松(sparsely) 存儲(chǔ)的 ,因此用戶可以根據(jù)需要給同一表中的不同行定義各種不同的列。 每張 HBase 表的索引是行關(guān)鍵字(row key)、列關(guān)鍵字(column key)和時(shí)間戳(timestamp)。 如圖 3所示, 每個(gè)值是一個(gè)很難解釋的字符數(shù)組, 數(shù)據(jù)都是字符串,不區(qū)分類型。

列名字的格式是“:”,都是由字符串組成,每一張表有一個(gè)族(family)集合,這個(gè)集合是固定不變的, 相當(dāng)于表的結(jié)構(gòu), 只能通過改變表結(jié)構(gòu)來改變。 標(biāo)識(label)值相對于每一行來說都是可以改變的 。 Hbase 把同族里面的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)目錄下, 而 Hbase 的寫操作是鎖行的,每一行都是一個(gè)原子元素,都可以加鎖。 所有數(shù)據(jù)庫的更新都有一個(gè)時(shí)間戳標(biāo)記,每個(gè)更新都是一個(gè)新的版本,系統(tǒng)會(huì)保留一定數(shù)量的版本,這個(gè)值是可以設(shè)定的。 用戶可以選擇獲取距離某個(gè)時(shí)間最近的版本,或者一次獲取所有版本。Hbase 遵從如圖 4 所示的簡單主從服務(wù)器架構(gòu), 每個(gè)Hbase 集群通常由單個(gè)主服務(wù)器 (master server)、 數(shù)百個(gè)或更多區(qū)域服務(wù)器(region server)構(gòu)成。 每個(gè) Region 由某個(gè)表的連續(xù)數(shù)據(jù)行組成,從開始主鍵到結(jié)束主鍵,而某張表的所有行保存在一組 Region 中。 通過用表名和開始/結(jié)束主鍵,來區(qū)分不同的 Region。 區(qū)域服務(wù)器主要通過 3 種方式保存數(shù)據(jù):Hmemcache 高速緩存, 保留的是最新寫入的數(shù)據(jù)；Hlog 記錄文件,保留的是提交成功了,但未被寫入文件的數(shù)據(jù)；Hstores 文件,數(shù)據(jù)的物理存放形式。

3 、Sector/Sphere 原理

參考文獻(xiàn)[43]還從通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、程序設(shè)計(jì)模 式 、 安 全 模 型 等 方 面 對 GFS/BigTable、HDFS/HbaseSector/Sphere 進(jìn)行了比較 。 Robert L Grossman 等在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn) Sector/Sphere的基礎(chǔ)上,利用數(shù)據(jù)發(fā)掘應(yīng)用進(jìn)行了性能方面的實(shí)驗(yàn)。

五、云數(shù)據(jù)管理技術(shù)分析

在新興的云計(jì)算數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域Google的BigTable，MapReduce和亞馬遜的Dynamo技術(shù)針對云計(jì)算海量數(shù)據(jù)的問題和應(yīng)用特點(diǎn)有了很多創(chuàng)新，綜合來看未來云計(jì)算數(shù)據(jù)管理主要包括以下幾個(gè)層次．其總體架構(gòu)如圖6所示：如圖6所示云計(jì)算數(shù)據(jù)管理層次分為4層，分別為：數(shù)據(jù)組織與管理，數(shù)據(jù)集成與管理，分布式并行處理，數(shù)據(jù)分析．最終實(shí)現(xiàn)對非確定性數(shù)據(jù)的管理與集成，為用戶提供高效的查詢等服務(wù)．

六、結(jié)束語

通過分析和研究，我們發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算雖然成為了人們熱捧的新技術(shù)，但是它和云數(shù)據(jù)都面臨著很多的挑戰(zhàn)，未來需要我們對云計(jì)算和云數(shù)據(jù)的管理作出進(jìn)一步的分析和探討，以便于更好的使用這兩個(gè)新興的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳吉義,傅建慶,張明西,平玲娣 云數(shù)據(jù)管理研究綜述[J].電信科學(xué). 2010(05)

[2]周傲英,金澈清,王國仁,李建中.不確定性數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2009(01)

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關(guān)鍵字：云計(jì)算GFSBigtable數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

中圖分類號：C37文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

0 緒論

云計(jì)算是一種新近提出的計(jì)算模式，是分布式計(jì)算、并行計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展。在各大企業(yè)以及學(xué)術(shù)界的共同推動(dòng)下，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，云計(jì)算融合物聯(lián)網(wǎng)將進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)。

1 云計(jì)算

1.1對云的定義

云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲(chǔ)，應(yīng)用軟件，服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。

1.2云計(jì)算的基本原理

通過使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。

1.3云計(jì)算的特點(diǎn)

1.3.1虛擬化

云計(jì)算支持用戶在任 意位置使用各種終端獲取服務(wù)。

1.3.2極其廉價(jià)

“云”的特殊容錯(cuò)措施使得可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)成云。所以云計(jì)算造價(jià)低廉。

1.3.3高層次的編程模型

用戶通過簡單學(xué)習(xí)，就可以編寫自己的云計(jì)算程序，在“云”系統(tǒng)上執(zhí)行，滿足自己的需求。

1.3.4高可靠性

“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性。

1.3.5按需服務(wù)

“云”是一個(gè)龐大的資源池，你按需購買；云可以像自來水，電，煤氣那樣計(jì)費(fèi)。

2云計(jì)算的體系架構(gòu)

2.1 核心服務(wù)層

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層（IaaS）、平臺即服務(wù)層（PaaS）、軟件即服務(wù)層（SaaS）。

IaaS提供硬件基礎(chǔ)設(shè)施部署服務(wù)，為用戶按需提供實(shí)體或虛擬的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等資源。

PaaS是云計(jì)算應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境，提供應(yīng)用程序部署和管理服務(wù)。

SaaS是基于云計(jì)算基礎(chǔ)平臺所開發(fā)的應(yīng)用程序。

2.2服務(wù)管理層

服務(wù)管理層對核心服務(wù)層的可用性、可靠性和安全性提供保障。云計(jì)算服務(wù)提供商需和用戶進(jìn)行協(xié)商，并制定服務(wù)水平協(xié)議（SLA），使得雙方對服務(wù)質(zhì)量的需求達(dá)成一致。

2.3用戶訪問接口層

用戶訪問接口層實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算服務(wù)的泛在訪問，通常包括命令行、web服務(wù)、web門戶等形式。

3云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)

3.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

為保證高可靠和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)的方式來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用冗余存儲(chǔ)的方式來保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)主要有GFS和HDFS。

GFS是一個(gè)管理大型分布式數(shù)據(jù)密集型計(jì)算的可擴(kuò)展的分布式文件系統(tǒng)。使用廉價(jià)的商用硬件搭建系統(tǒng)并向大量用戶提供容錯(cuò)的高性能的服務(wù)。GFS系統(tǒng)由一個(gè)Master和大量塊服務(wù)器構(gòu)成。Master存放文件系統(tǒng)的所有元數(shù)據(jù)。在GFS文件系統(tǒng)中，采用冗余存儲(chǔ)的方式來保證數(shù)據(jù)的可靠性。為了保證數(shù)據(jù)的一致性，對于數(shù)據(jù)的所有修改需要在所有的備份上進(jìn)行。GFS與傳統(tǒng)分布式文件系統(tǒng)的區(qū)別在于將寫操作控制信號與數(shù)據(jù)流區(qū)分開。

3.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)

BigTable是一個(gè)很龐大的表，它將所有數(shù)據(jù)都作為對象來處理，形成一個(gè)巨大的表格。有很多Google的應(yīng)用程序建立在BigTable之上，基于BigTable模型實(shí)現(xiàn)的Hadoop Hbase也在逐漸發(fā)揮作用。

是一個(gè)稀疏的、多維的和排序的Map，每個(gè)單元格由行關(guān)鍵字、列關(guān)鍵字和時(shí)間戳來進(jìn)行三維定位。在任意時(shí)刻每個(gè)Tablet只被分配到Tablet服務(wù)器。依靠一個(gè)master服務(wù)器監(jiān)視子表server的負(fù)載情況，根據(jù)所有子表服務(wù)器的負(fù)載情況進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移。

4 結(jié)語

云計(jì)算的出現(xiàn)給人們的生活帶來很大的便捷，使用某個(gè)軟件時(shí)無需耗費(fèi)大量的資金進(jìn)行購買，而是利用云上虛擬機(jī)，以租賃的方式進(jìn)行使用。在各大企業(yè)和各大高校的推動(dòng)下，云計(jì)算具有十分廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]張金玉.狄衛(wèi)華基于云平臺的建設(shè)工程項(xiàng)目招標(biāo)評標(biāo)模式的探討[期刊論文]-項(xiàng)目管理技術(shù) 2013(5)

[2]張程基于云計(jì)算的荊門煙草信息系統(tǒng)優(yōu)化[期刊論文]-中國科技信息2013(24)

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關(guān)鍵詞：云桌面；高校；QuickDcsktop

云計(jì)算（Cloud Computing）是近幾年IT技術(shù)熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢。維基百科對于云計(jì)算的定義是：一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。

云計(jì)算技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是虛擬化技術(shù)，包括服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化、桌面虛擬化，其中桌面虛擬化技術(shù)是與用戶最有直接關(guān)聯(lián)的技術(shù)，是指將計(jì)算機(jī)的桌面進(jìn)行虛擬化，以達(dá)到桌面使用的安全性和靈活性?？梢酝ㄟ^任何設(shè)備，在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間訪問在網(wǎng)絡(luò)上的屬于個(gè)人的桌面系統(tǒng)。云桌面的核心技術(shù)正是桌面虛擬化，是一個(gè)全新的解決方案和基礎(chǔ)架構(gòu)理念，是“云計(jì)算”的一種最直觀體驗(yàn)。

1云桌面概述

計(jì)算機(jī)中的桌面是指用戶打開電腦登錄操作系統(tǒng)后看到的主屏幕區(qū)域，即用戶電腦的工作桌面。云桌面同樣是顯示在用戶電腦屏幕上的工作桌面，但這個(gè)桌面是虛擬的，該桌面不是由當(dāng)前運(yùn)行的計(jì)算機(jī)提供的，而是由通過網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)端服務(wù)器提供的，所有的數(shù)據(jù)計(jì)算均在遠(yuǎn)端服務(wù)器，云桌面只顯示桌面圖像并接受鍵盤、鼠標(biāo)等外設(shè)的輸入操作。

云桌面的接入終端一般是普通Pc機(jī)或瘦客戶端，如智能手機(jī)、PAD等接入終端。這些終端連接網(wǎng)絡(luò)，通過瀏覽器或?qū)Ｓ贸绦?，訪問駐留在服務(wù)器中的個(gè)人桌面，用戶使用時(shí)，與使用傳統(tǒng)的個(gè)人電腦無異。

一個(gè)云桌面系統(tǒng)的典型架構(gòu)如圖1所示。

2云桌面運(yùn)用解決方案

當(dāng)前在桌面虛擬化領(lǐng)域的廠商眾多，但主流的產(chǎn)品主要有3個(gè)廠商即主要的服務(wù)器虛擬化廠商：微軟的MED-V，Citrix和VmWare。

2.1微軟桌面虛擬化方案MED-V

MED-V（Microsoft Enterprise DesktopVirtualization）是微軟為企業(yè)提供的一款桌面虛擬化解決方案，是微軟為企業(yè)提供的微軟企業(yè)桌面優(yōu)化套件MDOP（Microsoft Desktop Optimization Pack）中的核心元件。通過MED-V可以使企業(yè)環(huán)境中操作系統(tǒng)的更新變得更簡單，提高了系統(tǒng)的兼容性，也加強(qiáng)了IT部門的控制力度。

MED-V通過運(yùn)用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)，縮短了通過網(wǎng)絡(luò)下載初始和更新后的虛擬個(gè)人電腦映像的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了諸多IT任務(wù)的自動(dòng)化，如網(wǎng)絡(luò)的初始化設(shè)置，DNS同步，分配計(jì)算機(jī)名以及加入到活動(dòng)目錄域。

2.2 Citrix XenDesktop

XenDesktop是Citrix公司為用戶提供的一套桌面虛擬化解決方案，通過XenDesktop，任何用戶可以在任何地點(diǎn)，使用PC機(jī)、智能手機(jī)、瘦客戶端等任何一種終端設(shè)備享受XenDesktop為其提供的滿足個(gè)性化需求、量身定制的桌面。

利用XenDesktop的FlexCast交付技術(shù)，可以向用戶交付所有類型的虛擬桌面，包括托管桌面或本地桌面、物理桌面或虛擬桌面。

利用XenDesktop的Citrix HDX技術(shù)，XenDesktop可以比其他虛擬桌面解決方案更少的帶寬為用戶提供Flash多媒體、三維圖像等方面的卓越體驗(yàn)。

2.3 VMware View

View是VMware公司推出的一套桌面虛擬化解決方案，其以托管服務(wù)的形式從虛擬平臺向用戶交付豐富的個(gè)性化虛擬桌面，同時(shí)還顯著地提高了安全、性能、可伸縮性和可管理性。通過VMware View，用戶可以將虛擬桌面整合到數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中，并獨(dú)立管理操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和用戶數(shù)據(jù)。

本文以國內(nèi)一家專業(yè)從事高性能桌面虛擬化技術(shù)的公司產(chǎn)品PNS QuickDesktop高性能桌面云為例說明桌面云的應(yīng)用。

PNS QuickDesktop是基于公司自主創(chuàng)新的PNS Virtuo虛擬化和微虛擬化技術(shù)而發(fā)展的私有云架構(gòu)的商性能云桌面系統(tǒng)，可以適用于需要集中管控桌面的應(yīng)用場合，特別是具有桌面高性能計(jì)算和圖形計(jì)算要求和桌面信息安全要求，如設(shè)計(jì)與研發(fā)、生產(chǎn)線管控、辦公、教學(xué)和科學(xué)研究等應(yīng)用。因此，該產(chǎn)品非常適合應(yīng)用于高校及科研機(jī)構(gòu)。

PNS QuickDesktop系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的集中管理控制、遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)控、方案自動(dòng)切換、用戶個(gè)性化設(shè)置功能?？蛻舳擞?jì)算機(jī)可以從服務(wù)器上的同一虛擬桌面文件（即鏡像文件）啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，也可以由本地操作系統(tǒng)啟動(dòng)。服務(wù)器端可以方便地把鏡像文件分發(fā)到每臺客戶端計(jì)算機(jī)?？蛻舳擞?jì)算機(jī)就能快速地從該操作系統(tǒng)啟動(dòng)，而不需要重新安裝操作系統(tǒng)。鏡像文件集中存放在服務(wù)器端，因此對鏡像文件的新建、編輯、修改等操作都可以在服務(wù)器端設(shè)置。計(jì)算機(jī)統(tǒng)一登錄到服務(wù)器和鏡像文件在服務(wù)器上的集中管理，實(shí)現(xiàn)了由QuickDesktop桌面虛擬化系統(tǒng)集中管理維護(hù)計(jì)算機(jī)。

2.3.1 PNS QuickDesktop技術(shù)原理

PNS QuickDesktop的技術(shù)原理如圖2所示。

最上層是操作系統(tǒng)容器（OS Container），在容器中可以容納多個(gè)操作系統(tǒng)包，操作系統(tǒng)包通過推送器（OSDelivery Layer）進(jìn)行服務(wù)器和客戶機(jī)之間的系統(tǒng)推送，網(wǎng)絡(luò)媒體可以是局域網(wǎng)（LAN）或互聯(lián)網(wǎng)（Internet），操作系統(tǒng)推送到客戶機(jī)后，由操作系統(tǒng)執(zhí)行器（OS Executive）或虛擬機(jī)（VMS）執(zhí)行，從而驅(qū)動(dòng)硬件。

2.3.2 PNS Quickdesktop的關(guān)鍵技術(shù)

（1）RMV技術(shù)。RMV（Real Mode Virtualization）技術(shù)降低了“云”的計(jì)算負(fù)荷，而又使終端運(yùn)算獲得高性能。在實(shí)模式虛擬化云端計(jì)算模式中，操作系統(tǒng)是通過“云”實(shí)現(xiàn)虛擬化并向客戶端進(jìn)行推送，并在客戶端執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)算的計(jì)算模式，虛擬的操作系統(tǒng)是在終端實(shí)模式下運(yùn)行的，而不是在虛擬模式下運(yùn)行，從而使終端計(jì)算能夠充分利用本地硬件性能。在這種實(shí)模式虛擬化的云端計(jì)算技術(shù)的分工中，云計(jì)算主要處理終端管控、操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)定位、發(fā)送和控制等運(yùn)算，而客戶端計(jì)算則是操作系統(tǒng)指令的執(zhí)行計(jì)算。而對于傳統(tǒng)云計(jì)算原理而言，這種云端計(jì)算原理決定了服務(wù)器不執(zhí)行操作系統(tǒng)指令，從而大大降低服務(wù)器的計(jì)算負(fù)荷，而客戶端的性能則可以充分運(yùn)用硬件性能。

RMV在服務(wù)器端建立操作系統(tǒng)鏡像，在終端引導(dǎo)過程中，通過PNS Boot引導(dǎo)，動(dòng)態(tài)地將操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)按照請求通過網(wǎng)絡(luò)順序發(fā)給終端，在客戶端執(zhí)行操作系統(tǒng)指令，從而大大降低了服務(wù)器的計(jì)算負(fù)荷，充分利用了終端的計(jì)算能力。

（2）HPLC高性能安全緩存技術(shù)。HPLC（HighPerformance Local Cache）是一種操作系統(tǒng)的本地高性能緩存技術(shù)，在RMV的基礎(chǔ)上使系統(tǒng)進(jìn)一步降低終端桌面對服務(wù)器性能的要求，并大幅度降低網(wǎng)絡(luò)帶寬使用。

終端在服務(wù)請求并接受所需要的操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同時(shí)，將在本地存儲(chǔ)介質(zhì)（內(nèi)存和硬盤等）得到的操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫操作，并做“已讀”標(biāo)記。當(dāng)客戶端再次請求相同數(shù)據(jù)時(shí)，客戶端先檢查數(shù)據(jù)標(biāo)記位，如果標(biāo)記為“已讀”，則客戶端不再向服務(wù)器請求讀取數(shù)據(jù)，而是直接從本地存儲(chǔ)介質(zhì)上讀取緩存數(shù)據(jù)，從而在RMV技術(shù)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步減少對服務(wù)器的數(shù)據(jù)請求，隨即也大幅度地減少了通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量，從而降低桌面云對服務(wù)器性能的壓力，在服務(wù)器（數(shù)據(jù)中心）性能相同的情況下，可以支持的桌面終端數(shù)量增加10倍以上。而且該技術(shù)還可以使計(jì)算模式從純粹的云計(jì)算模式轉(zhuǎn)變?yōu)樵埔欢擞?jì)算模式，從而使得終端桌面性能大幅度高于Citrix HDX和基于ICA或RDP等主流“高性能”終端。

（3）DML動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)。DML（Dynamic MetaLinking）將操作系統(tǒng)鏡像數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)如FAT表、讀寫標(biāo)志等和隨機(jī)生成的部分?jǐn)?shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)）從鏡像數(shù)據(jù)中分離出來，從而在向終端設(shè)備傳送操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，這些元數(shù)據(jù)將不在終端上緩存，破壞了終端緩存的數(shù)據(jù)完整性，加上透明加密技術(shù)的使用，使得終端設(shè)備上的緩存數(shù)據(jù)完全不能獨(dú)立使用，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性。

篇10

《激光雷達(dá)技術(shù)原理》以測量學(xué)和數(shù)據(jù)處理理論和方法為基礎(chǔ)，講授激光雷達(dá)技術(shù)的基本原理和數(shù)據(jù)后處理方法，同時(shí)結(jié)合實(shí)際案例講解激光雷達(dá)技術(shù)在測繪、地質(zhì)和工程等領(lǐng)域的應(yīng)用前景和亟待解決的問題。由于激光雷達(dá)是一項(xiàng)測繪新技術(shù)，國內(nèi)還沒有成熟的教材，因此結(jié)合國際上較為權(quán)威的專著《AirborneandTerrestrialLaserScanning》［5］以及國內(nèi)外相關(guān)的研究和應(yīng)用成果自編了教程，對學(xué)生采取了“了解—新型傳感器原理”“熟悉—激光掃描儀操作”和“掌握—激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理方法”的教學(xué)模式，以達(dá)到從理論到實(shí)踐的教學(xué)效果。

1．1了解新型傳感器原理

首先，以學(xué)生熟悉的全站儀為對照，讓學(xué)生了解激光雷達(dá)是一種集成了多種高新技術(shù)的新型測繪儀器，具有非接觸式、精度高(毫米級/亞毫米級)、速度快(可達(dá)120萬點(diǎn)/秒)、密度大(點(diǎn)間距可達(dá)毫米級)的優(yōu)勢，且數(shù)據(jù)采集方式靈活，對環(huán)境光線、溫度都要求較低。其次，讓學(xué)生理解LiDAR的測量原理主要分極坐標(biāo)法和三角測量法兩種。其中，對于極坐標(biāo)法測量，使學(xué)生了解測距的關(guān)鍵在于時(shí)間差的測定，引出兩種常用的測時(shí)方法:脈沖法和相位法;讓學(xué)生理解直接測時(shí)和間接測時(shí)的區(qū)別以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，從而進(jìn)一步了解脈沖式和相位式激光掃描設(shè)備的優(yōu)勢、局限性以及應(yīng)用領(lǐng)域。最后，通過介紹激光雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的掃描方式，讓學(xué)生了解不同平臺上的激光雷達(dá)傳感器的工作特點(diǎn)，如固定式激光掃描儀適合窗口式和全景式掃描，車載、機(jī)載以及星載平臺適合移動(dòng)式掃描等。

1．2熟悉激光掃描儀操作

考慮到各類平臺激光雷達(dá)的作業(yè)特點(diǎn)以及現(xiàn)有設(shè)備的情況，《激光雷達(dá)技術(shù)原理》課程以地基三維激光掃描儀為重點(diǎn)，讓學(xué)生熟悉儀器的外業(yè)操作。盡管激光掃描儀數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化程度較高，外業(yè)采集仍然需要解決掃描設(shè)站方案設(shè)計(jì)和不同掃描站間連接點(diǎn)選擇等問題，要求學(xué)生在熟悉激光掃描儀軟硬件操作的同時(shí)，還要掌握激光掃描儀外業(yè)采集方案的設(shè)計(jì):踏勘工作區(qū)，分析研究最優(yōu)化的掃描設(shè)站方案和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換控制點(diǎn)選擇，畫出相關(guān)的設(shè)計(jì)草圖，并設(shè)置主要掃描設(shè)站的標(biāo)志。要求設(shè)站位置既要保證與相鄰站的重疊，又要覆蓋盡量大范圍的被掃描對象，以減少設(shè)站數(shù)，從而提高外業(yè)數(shù)據(jù)采集效率。

1．3掌握激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理方法

利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)可視化與點(diǎn)云原始存儲(chǔ)格式之間的明顯反差，讓學(xué)生了解激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)后處理的重要性和難點(diǎn)，及其已成為制約激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用瓶頸的現(xiàn)狀。根據(jù)學(xué)生的理解程度，選取了點(diǎn)云的拼接/配準(zhǔn)、點(diǎn)云的濾波和分類、點(diǎn)云的分割和擬合等后處理方法，要求學(xué)生掌握相關(guān)的算法并編程實(shí)現(xiàn)。

1．3．1點(diǎn)云的拼接/配準(zhǔn)點(diǎn)云拼接是將2個(gè)或2個(gè)以上坐標(biāo)系中的大容量三維空間數(shù)據(jù)點(diǎn)集轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)中的數(shù)學(xué)計(jì)算過程。要求學(xué)生掌握如何解決點(diǎn)云拼接的兩個(gè)關(guān)鍵問題:同名特征的配準(zhǔn)以及旋轉(zhuǎn)矩陣的構(gòu)造。對于同名特征的配準(zhǔn)，使學(xué)生了解常用配準(zhǔn)方法的特點(diǎn)和適用范圍，如ICP方法適合用于精拼接，而基于特征面的方法對場景特征分布要求較高等。著重讓學(xué)生掌握最常用的人工標(biāo)靶識別，以及特征面匹配，后者有別于學(xué)生所熟知的點(diǎn)特征匹配;對于旋轉(zhuǎn)矩陣的構(gòu)造，拓展學(xué)生在《攝影測量學(xué)》［6］中學(xué)習(xí)的基于歐拉角的旋轉(zhuǎn)矩陣構(gòu)造，掌握角－軸轉(zhuǎn)角系和單位四元數(shù)方法。

1．3．2點(diǎn)云的濾波和分類要求學(xué)生了解濾波和分類的目的是解決激光腳點(diǎn)在三維空間的分布形態(tài)呈現(xiàn)隨機(jī)離散的問題。掌握基于高程突變和空間形態(tài)學(xué)的點(diǎn)云濾波和分類方法。讓學(xué)生理解單一的信息量會(huì)導(dǎo)致算法不穩(wěn)健，從而引出多源數(shù)據(jù)融合的思路。目前，已經(jīng)有很多激光掃描儀生產(chǎn)廠商推出的新產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了多傳感器平臺的集成，如激光掃描儀會(huì)搭載小像幅的數(shù)碼相機(jī)，甚至有些系統(tǒng)還提供由集成傳感器生成的紅外影像。每種數(shù)據(jù)源都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和局限性，將多源數(shù)據(jù)融合能夠彌補(bǔ)各個(gè)單數(shù)據(jù)源的局限性，增大信息量，從而提高濾波和分類方法的穩(wěn)健性。

1．3．3點(diǎn)云的分割和擬合要求學(xué)生掌握實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云分割的相似性原則:平面性、曲面平滑度和鄰域法向，以及常用的點(diǎn)云分割方法表面生長法?？紤]到點(diǎn)云擬合是由離散激光點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算特征模型參數(shù)的過程，要求學(xué)生掌握點(diǎn)云擬合中兩個(gè)主要問題的解決方法:粗差剔除及最優(yōu)解獲取。

2實(shí)踐教學(xué)法

實(shí)踐教學(xué)是卓越工程師培養(yǎng)體系中一個(gè)重要的組成部分。作為技術(shù)性的測繪工程學(xué)科，除應(yīng)用測量儀器采集數(shù)據(jù)、應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的基本能力外，還需要構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系以培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中選用適當(dāng)?shù)睦碚摗⒓夹g(shù)、儀器設(shè)備和作業(yè)方法解決測繪工程與地理空間信息產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，從而使學(xué)生接受測繪工程與地理空間信息產(chǎn)品生產(chǎn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)施以及實(shí)際應(yīng)用中測繪工程解決方案確定等系統(tǒng)化訓(xùn)練?！都す饫走_(dá)技術(shù)原理》課程實(shí)習(xí)要求學(xué)生全面應(yīng)用所學(xué)知識，利用實(shí)習(xí)場地，依據(jù)實(shí)習(xí)目的和要求在老師的指導(dǎo)下分組獨(dú)立完成全部實(shí)習(xí)內(nèi)容。實(shí)習(xí)儀器為中國地質(zhì)大學(xué)(北京)遙感地理信息工程教研室使用教育部采購專項(xiàng)購買的RIEGLLMSZ620三維激光掃描儀?！都す饫走_(dá)技術(shù)原理》課程實(shí)習(xí)的目的主要是使學(xué)生通過三維激光掃描儀的使用，進(jìn)一步鞏固和加深理解相關(guān)理論知識和技術(shù)方法。要求熟悉三維激光掃描儀數(shù)據(jù)采集與處理(包括DEM、等高線和剖面圖生成以及三維建模等)的全過程。通過實(shí)踐性教學(xué)，不僅能夠讓學(xué)生掌握基本的軟、硬件使用操作方法和LiDAR測量項(xiàng)目的作業(yè)流程，而且能夠加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)理論知識的理解。培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力以及嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是、吃苦耐勞、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。要求學(xué)生必須參加每一個(gè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，協(xié)作完成實(shí)習(xí)任務(wù)，獨(dú)立完成實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)內(nèi)容主要包括以下部分。

2．1三維激光掃描

數(shù)據(jù)的外業(yè)采集要求學(xué)生分組完成測區(qū)劃分和踏勘，確定測站位置，根據(jù)測區(qū)地形，設(shè)計(jì)外業(yè)數(shù)據(jù)采集方案，完成外業(yè)設(shè)站、反射標(biāo)靶布設(shè)和數(shù)據(jù)采集工作。學(xué)生需要完成校園內(nèi)建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)和奧林匹克森林公園地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集。

2．2點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理

要求學(xué)生分別利用隨機(jī)軟件RiSCANPRO和上機(jī)C語言編程對外業(yè)采集的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波和拼接。

2．2．1點(diǎn)云濾波1)手動(dòng)濾波要求學(xué)生利用RiSCANPRO對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。RiSCANPROv1．7．0有兩種模式，即Filterdata和Terrainfilter。前者針對一般數(shù)據(jù)，后者對于提取地形的數(shù)據(jù)有明顯效果。2)自動(dòng)濾波要求學(xué)生上機(jī)應(yīng)用C語言編程實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法、移動(dòng)窗口濾波法、迭代線性最小二乘內(nèi)插法、基于可靠最小值的濾波方法等常用的地形濾波算法，對外業(yè)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，并對各算法的結(jié)果進(jìn)行比較和分析。圖1為學(xué)生基于虹灣地區(qū)嫦娥一號激光測高數(shù)據(jù)，利用五種濾波方法濾波后的數(shù)據(jù)點(diǎn)殘差值分布圖［7］。

2．2．2點(diǎn)云拼接1)基于反射標(biāo)靶的點(diǎn)云拼接要求學(xué)生利用RiSCANPRO軟件，結(jié)合外業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)布設(shè)的標(biāo)靶連接點(diǎn)，對地形和建筑物點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接有兩種方式:公共反射體的方式和采用使所有的反射體處于同一坐標(biāo)系統(tǒng)的方式。在實(shí)際操作過程中，要求學(xué)生對兩者結(jié)合使用，以期達(dá)到更好的拼接效果。2)基于特征面的點(diǎn)云拼接要求學(xué)生在對點(diǎn)云進(jìn)行擬合的基礎(chǔ)上，選取至少三對相互正交的特征面，利用C語言上機(jī)編程，實(shí)現(xiàn)基于特征面的點(diǎn)云拼接，并與單純基于點(diǎn)的拼接結(jié)果進(jìn)行對比，分析不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

2．2．3地形數(shù)據(jù)處理對地形數(shù)據(jù)的處理主要包括三角化、平滑、生成等高線和剖面。三角化參數(shù)的設(shè)置可參考量測工具量測出的點(diǎn)云中兩點(diǎn)之間的距離初步設(shè)定，這個(gè)值可適當(dāng)調(diào)整，目的在于使圖中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)彼此之間能盡量大面積地構(gòu)成三角網(wǎng);要求學(xué)生對已經(jīng)完成三角化的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理;針對已經(jīng)完成平滑的數(shù)據(jù)，利用RiSCANPRO軟件生成等高線。剖面圖的顯示既可以針對三角化之前的數(shù)據(jù)，也可以針對三角化之后(包括完成平滑的數(shù)據(jù))來操作。

2．2．4建筑物幾何模型重建針對《激光雷達(dá)技術(shù)原理》數(shù)據(jù)處理方法的教學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)教師結(jié)合自身的研究成果組織研究生開發(fā)了點(diǎn)云分割和擬合以及三維建模等軟件模塊，考慮到學(xué)生的掌握程度和實(shí)用性，要求學(xué)生在利用軟件模塊實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割和擬合的基礎(chǔ)上，利用AutoCAD軟件手工建立建筑物的幾何三維模型，基于3DSMAX軟件建立建筑物紋理模型。圖2為暑期教學(xué)實(shí)習(xí)中指導(dǎo)學(xué)生利用商業(yè)軟件和自主開發(fā)的軟件模塊重建的地大校園主要建筑物的三維模型。

3結(jié)束語