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浅谈云计算的发展前景与现实应用

专业：信息工程 班级：1班

摘要
本文从云计算的定义出发，逐步认识了解云计算的核心技术，通过研究以云计算的现实应用，认识云计算的发展前景，更好的了解云计算的重要作用。

关键词： 云计算，应用，发展前景
一、云计算的基础认识
1. 1云计算的定义
云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。
中国网格计算、云计算专家刘鹏教授多云计算做了长短两种定义。长定义：“云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布的大量计算机构成的资源池上，使用各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。”短定义：“云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务。”
云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问， 进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。云计算是通过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。好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。
1.2云计算的基本原理
通过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更与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需要访问计算机和存储系统。
1.3云计算的特点：
1） 数据安全可靠 首先，云计算的数据存储中心是做可靠、最安全、用户无需担心数据丢失、病毒入侵等问题。
2） 客户端需求低 其次，云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也更方便。
3） 轻松共享数据 此外，不同设备间的数据与应用共享可以通过云计算实现。
4） 可能无限多 最后，云计算为我们使用网络提供了几乎无限多的可能。
1.4云计算的核心技术
云计算运用了许多技术，其中编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理最为关键。
1） 编程模型
MapReduce 是一种Java、Python、C++编程模型，由Google开发的。它是一种简化的分布式编程模式和高效的任务调度模型，用于大规模数据集的并行运算。思想就是将问题分解成Map（映射）和Reduce（化简）的方式，先通过Map程序将数据划分为不相关的区块，分配调度给大量计算机处理，达到分布式计算的效果，结果由Reduce程序汇整输出。
2） 海量数据分布存储技术
云计算系统由大量服务其组成，服务于大量用户。采用分布式存储数据，用冗余存储保证数据的可靠性。云计算的系统大量使用的数据存储系统有两个，一个是Google的GFS，另一个是Hadn`t团队开发的GFS的开源实现HDFS。GFS是文件系统，是一个可扩充说我分布式文件系统。用于大型、分布式、对大量数据访问应用，是针对大规模数据处理和Google应用特性而设计的。它运行于廉价的普通硬件上单可以提供容错功能，它给用户提供总体性较高的服务。
3） 海量数据管理技术
云计算需要对分布的，海量的数据进行处理、分析，所以数据管理技术必须能够高效管理大数据。数据管理技术主要是Google的BT数据管理技术，另外是Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。BT是一个大型的分布式数据库，它把所有数据看作对象来处理，形成表格用来分布存储大规模结构化数据
4） 虚拟化技术
软件应用与底层硬件相隔可以通过虚拟技术实现，它有裂分和聚合两种模式。虚拟化技术根据对象可分为存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化分为系统级虚拟化，应用级虚拟化和桌面级虚拟化。
5） 云计算平台管理技术
云计算资源庞大，服务器数量多切分布在不同的地方，百种应用同时运行。怎样高效的管理这么多的服务器及确保整个系统服务不间断是巨大挑战。云计算系统平台管理技术能够使服务器协同工作，快速的进行业务部署和开通，及时发现和恢复系统故障。大规模系统的可靠能够通过自动化、智能化的手段实现。
1.5公众认可的云计算的三个服务模式
1）IaaS(Infrestrue-as-a-service)
基础设施及服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务
2）Paas(Platform-as-aservice)
平台服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户
3）SaaS(Software-as-aservice)
软件服务。它由Internet提供软件，用户无需购买软件，而是租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。SaaS有较低的前期成本，便于维护，快速开使用等优势。
二、 云计算的现实应用和发展前景
2.1云计算的现实应用
云计算应用广泛，给我国信息产业与计算机工业带来新一轮创新与发展的机遇。面对这一千载难逢的历史性机会，必须迅速建立自己的云计算产业链，并与全球云计算产业良性互动，参与竞争，占领市场。为此，应做好以下工作。
科研先行。云计算是一种模式，但模式的实现需要技术支持。此前，人们对云计算技术比较乐观，认为虚拟化技术已经基本解决了云计算所面临的问题，但随着云计算的发展，人们发现需要解决的问题越来越多，云计算技术必须有一个发展过程。单机操作系统从DOS发展到Windows时代用了几十年的时间，而且目前还在不断发展。从技术角度看，云计算系统要实现的核心功能是，将资源动态易扩展地提供给应用开发者进行应用功能的封装，这种系统必然是一种具有海量节点的高耦合系统，相比传统互联网系统中服务器资源耦合度很低的情况，要实现各种资源的整合并被“动态易扩展”地“提供”出去并非易事。由于目前云计算技术还处于初级阶段，因此，必须深入研究，科研先行，鼓励创新。
教育跟进。中国的巨大市场和实践机会，需要大量的云计算创新型人才、普及型人才和组织。云计算是多学科发展、交融；信息技术与相关应用集大成之结果，而要创新、推广、普及，也需要大量的人才。因此，要下功夫、大投资来缓解长久以来的产学研脱节问题。云计算教育必须基于坚实的理论体系结构，以市场需求为动力，立足实际，把各种各样的计算资源和应用软件通过互联网送到课堂，提供与产业相同或相近的使用环境。云计算的灵活性会启发学生们接受新思想、新技术，并在云计算平台上实践、升华，从而形成云计算产学研与普及的的良性循环。
政府力推。任何新兴产业和市场都需要政府的鼓励和扶持。云计算产业的发展，纵向需要协调中央与地方的关系，政府与企业的关系乃至涉外关系；横向需要协调发展计划部门、财政税收部门、规划建设部门、科学技术部门、通讯电信部门等等。国有企业在我国产业界，特别是在高端、大型和关键行业占据重要地位，而这些企业正是云计算的先行用户。国资企业的积极采购和使用，可以刺激中国的云计算产业快速腾飞。要想在全球竞争中不失良机，抢抓机遇，占领云计算市场，不仅需要依靠市场“看不见的手”发展云计算，更需要政府“看得见的手”全力推进。
制定规划。云计算的推广为中国信息产业升级换代提供了前所未有的机遇。发展中国的云计算产业链一定要避免以往自由发展，支零破碎的无序局面。新信息产业链的商机涵盖服务器、存储、网络、系统管理软件、应用软件、系统集成、应用开发、应用服务以及各种以云计算为基础的服务。面向世界市场建设云计算产业链是庞大的系统工程，需要政府制定整体规划，在实施过程中不断修改完善，随时解决出现的各类问题。如果规划科学合理，以我国广阔的市场，倍增的需求和强烈的民族自信心，中国必将成为全球唯一建立独立于美国之外的云计算产业链的国家。
建立法规。由于云计算带来一系列新技术和产业运作模式，还将涉及国家安全、政策法规以及相关制度和措施，制定工业标准和法律、法规至关重要。在相关法律法规的约束下，各种产品间良性运作，服务更加规范，企业之间能够有序合作，合理竞争。实践证明，在制定标准上抢占先机，就能在市场份额和利润中得到优势，因此，我国要积极地参与国际工业标准的制定，成为新兴产业的推动者。同时，还要有相关法律法规以及必要的措施、制度作保证，并严格遵守，以保证新兴产业的健康发展。
淘汰落后。云计算会直接或间接地推动工业和社会交流的变革，从而促进新兴产业崛起，改变落后产业。而发展云计算这一新兴产业，国家既要投资支持，税收倾斜，还要鼓励创新，淘汰落后。任何重大的经济和工业结构变革都是艰难的，甚至要忍着阵痛。我国从当前的以资源和低价劳力为主的产业结构，转化为以智力和创新为主的经济体系，必须依靠以云计算为代表的现代信息技术和新兴工业技术。同时，要摒弃落后的旧有技术。
云计算给我国工业与信息业带来了新一轮创新和前所未有的发展机遇，目前，在许多领域的实践都取得了成效，展望未来，将在更广泛的领域得以应用。
制造业：通过云计算平台，可以随时了解零件供应商的库存和市场行情，调整组装和备料方案。现代先进制造业的标志是以计算机为基础的“虚拟设计、制造和维护”。机械、电子、汽车以及飞机等工业，都是由多家厂商合作的现代产业链，因此，离不开网上信息共享与协作。“制造云”能够缩短生产周期，提高产品性能，降低各种成本。通过云平台上的信息共享，可以更好地掌握市场动向和客户需求，提高企业的运营效率。我国的新一代信息技术、节能环保、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等七大战略新兴产业，要想实现跨越式发展，都需要以云计算为核心的信息技术作支撑，以实现设计研发、智能化制造、销售、服务整个流程产业链的高效运行。
银行业：银行业的核心业务是存款和贷款，核心利润来源是赚取利率差和中间业务（手续费、佣金等非息差业务），云计算可以帮助银行进行业务创新。当新兴的云计算与传统的资本管理技术结合到一起时，创新空间非常大。在云计算的支持下，银行业可以创造新的利润，控制风险，节约成本。
物流业：云计算的特性在于通过共享的IT资源和网络，用最少的管理成本实现最快的资源配置和最大的效能。物流云的公有平台，让物流公司省去了自建集散公司的高额费用，节约大量的配送与库存成本；对中小型物流企业来说，无需投资自建IT系统，只需通过网络进入全国性物流公司的公有云平台处理和拓展业务。通过物流云可以提高运输效率，解决仓储和运输的衔接问题，整合孤立系统，提高多元化服务。物流系统与银行现金流对接，可以根据物流云上的库存和运输情况，评估提供给厂商周转的贷款利率。与天气预报和交通信息网络对接可以有效规划路径等。
电信业：对电信运营商而言，云计算在业务支撑系统、企业内部IT管理系统、增值业务系统、测试和离线运行环境以及互联网数据中心（IDT）都有创造利润和节约成本的机会。云计算还能促成新的业务模式，如移动支付等。
商业和金融服务业：基于互联网的在线商业和服务业所占比重将会迅速超过实体销售服务业。目前，中国已是世界上最大的手机市场，并将很快超过美国成为世界最大的互联网市场，因此，相关的在线服务业将快速增长。云计算将成为在线服务的信息系统基础设施。加之网络游戏、网络搜索和社交网络等将成为新的经济增长点。金融服务业发展迅速，日益丰富的金融服务内容多以在线的形式实现，对计算应用能力的要求越来越高，同时，国际竞争和金融市场的风险管理对计算的需求加速上升。“商业云”“金融云”和“服务云”将迅速推开。
医疗行业：目前，医疗系统中的服务器、网络和存储等IT基础设施大多是分散且隔离的，由不同的医疗机构或不同的部门单独维护和使用，而云计算平台可以将这些分散的系统整合在一起，形成统一的医疗信息基础设施，提供类型多样的健康管理应用，包括专家、设备、验方等，为每个患者制定个性化医疗保健方案。在生物医学和药物研究中会涉及大量的数据处理和计算，节约资源、便捷管理的特点将会提高这些领域的研究效率。
教育科研：“教育云”将各地、各时期、各种教学内容整合、选优、传播、普及，以提供高效、普遍的信息化基础设施，提高教育投入效率，促进资源合理分布，提高边远落后地区教育水平。基于云还可以实现“每个师生都拥有一个虚拟实验室”的设想。教育云还能提高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、学生信息系统、教学管理和教师评估系统等。科研是个性化活动，又需要广泛的合作，云计算平台可以实现广泛的资源和能力共享，成为科研合作不可替代的平台。
国防工业：未来战争将是信息战。将信息转化成智能和决策需要大量的实时计算。卫星、雷达、武器及人员等各类信息都需要实时集成和处理。强大的“国防云”、“安保云”可以满足上述需求，有助于实现预防或减弱战争，进而保卫和平。
三、总结和展望
云计算是一种网络应用模式，是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的服务，用户能够在不用任何硬件投入的基础上获得所需的资源，只需按实际使用付费。这种服务可以使IT和软件、互联网相关的，也可以使任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全的优点。
现在的社会是一个要求信息安全越来越高，各种资源利用率越来越高的社会。云计算顺应了时代的发展要求，是未来网络发展的方向。但现在的云计算还未发展完善，很多商家都说自己服务是基于云计算的服务，这未免让初识者，感到混乱，找不清其明确的基础，无法很快入手学习。随着云计算不断地发展这个问题将不再是问题。云计算将使未来发展的脚步加快，资源得到更加成分的利用与共享。我们将迎来一个更透明的，信息资源更加丰富的数据云时代。

四、 参考文献
【1】刘鹏《云计算》电子工业出版社 2010年03月
【2】云计算本科毕业论文