時間：2024-01-11 11:53:47
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關鍵詞：云計算；原理和特點；應用價值；挑戰
一、什么是云計算
云計算是一個虛擬化的計算機資源池，一種新的IT資源提供模式。云計算就是以公開的標準和服務為基礎，以互聯網為中心，提供安全、快速、便捷的數據存儲和網絡計算服務，讓互聯網這片云成為每一個網民的數據中心和計算中心。
云計算借用了量子物理中的“電子云”(Electron Cloud)思想，強調說明計算的彌漫性、無所不在的分布性和社會性特。“云”是指計算機群，每一群包括了幾十萬臺、甚至上百萬臺計算機，是數據存儲和應用服務的中心，用來完成存儲和計算的工作。云計算(Cloud Computing)是分布式處理(Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現。
云計算系統如圖1，基本原理是，用戶所需的應用程序并不需要運行在用戶的個人電腦、手機等終端設備上，而是運行在互聯網的大規模服務器集群中，用戶所處理的數據也并不存儲存本地，而是保存在互聯網的數據中心里面。這些數據中心正常運轉的管理和維護則由提供云計算眼務的企業負責，并由他們來保證足夠強的計算能力和足夠大的存儲空間來供用戶使用。
圖1 云計算系統圖
二、云計算的特點
1、云計算提供最安全可靠的數據存儲中心，用戶不用擔心數據丟失、病毒入侵等麻煩。當文檔保存在類似GoogleDocS的網絡服務上，當把自己的照片上傳到類似GooglePicasa Web的網絡相冊里，就再也不用擔心數據的丟失或損壞。因為在“云”的另一端，有全世界最專業的團隊來管理信息，有全世界最先進的數據中心來保存數據。同時，嚴格的權限管理策略可以使用戶放心地與指定的人共享數據。這樣不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務，甚至比在銀行里存錢還方便。
2、云計算對用戶端的設備要求最低，使用起來也最方便。只要有一臺可以上網的電腦，有一個瀏覽器，就可以在瀏覽器中鍵入URL，然后盡情享受云計算帶來的無限樂趣。用戶可以在瀏覽器中直接編輯存儲在“云”的另一端的文檔，可以隨時與朋友分享信息，再也不用擔心軟件是否是最新版本，再也不用為軟件或文檔染上病毒而發愁。因為在“云”的另一端，有專業的IT人員在維護硬件，安裝和升級軟件，防范病毒和各類網絡攻擊，在做用戶以前在個人電腦上所做的一切。
3、云計算可以實現不同設備問的數據與應用共享。在云計算的網絡應用模式中，數據只有一份，保存在“云”的另一端，用戶的所有電子設備只需要連接互聯網，就可以同時訪問和使用同一份數據，從而輕松實現不同設備問的數據與應用共享。
4、云計算為人們使用網絡提供幾乎無限多的可能，為存儲和管理數據提供幾乎無限多的空間，也為完成各類應用提供幾乎無限強大的計算能力。離開云計算，單單使用個人電腦或手機上的客戶端應用，是無法享受這些便捷的。個人電腦或其他電子設備不可能提供無限量的存儲空間和計算能力，但在“云”的另一端，由數千臺、數萬臺甚至更多服務器組成的龐大的集群卻可以輕易地做到這一點。個人和單個設備的能力是有限的，但云計算的潛力卻幾乎是無限的。
三、云計算面臨的挑戰
云計算將會帶來積極的外部效應，但其消極的外部性問題也不容忽視。云計算由于還處于新興階段，在電信領域全面推廣使用還需要進一步工作。
1、數據安全
企業內部數據向云端遷移中，最重要的一個問題就是數據的安全問題。自己管理、保存數據相比托管管理、保存數據，其安全系數較高。如銀行業務，因為有政府的法律約束，人們對銀行就會有較大的信任。而云計算，目前尚未有相關的政府官員出來聲稱支持云計算。對政府如何支持規范云計算，還有待探討。但凡事都會存在風險與機遇。通過兩者均衡，用戶可找出適合自己的數據安全方案。其次是系統可靠性。就像城市中偶爾會停水停電一樣，網絡也會出現故障的時候，面對故障的恢復，企業如何應對這些突發事件以及云計算中心故障恢復的能力，也成為其中一個關鍵問題。再者，網速的保障問題。目前大多數用戶上網，尚也還面臨著打開一個網頁耗時的問題，更何況把所有資料托付給網絡。
2、產業鏈不夠成熟
云計算對傳統的硬件和軟件制造商的沖擊，原有的計算機硬件設備或軟件賣給用戶的，現在只能賣給幾個超級計算機中心，這使得這些廠商隨之衰落，現有廠商的利益無疑會受到威脅。
目前云計算的廠商主要基于互聯網對外提供云計算能力服務，將云計算本身作為商業機密不對外提品。這使得企業部署自己的云具有一定挑戰，缺乏技術廠商的支持。因此，有待進一步撬動產業鏈的發展，推動整個產業的成熟。
目前推出的云計算方案各有不同，這也就面臨著連接各種計算機系統的技術標準、維護云計算正常運作的軟件技術標準的問題。而云計算技術缺乏相關的標準，這使用戶將數據和應用從一家云計算服務提供商轉向另一家成為一個問題。
四、結語
云計算的提供者為外部用戶提供了一個更為簡單、廉價的資源共享模式。但機遇與挑戰并存，云計算在未來在數據安全和產業鏈的構建方面仍然遇到新的挑戰。只有逐步解決這些問題，云計算模式才會真正的發揮其本身的價值。
參考文獻：
Abstract： In recent years， with the rapid development of cloud computing technology， this computing model provides virtual dynamic scalable resources through the Internet to serve the way in all areas of daily life. In the field of education， the emergence of cloud computing realizes the use of mobile communication equipment in teaching. A new teaching method comes into being， namely CCAI （cloud computing assisted instruction）. Also remote teaching becomes more efficient， and more convenient.
關鍵詞： 云計算；移動學習；云計算輔助教學
Key words： cloud computing；M-learning；CCAI
中圖分類號：G40-057 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）21-0286-02
0 引言
20 世紀60 年代，John McCarthy提出“計算遲早有一天會變成一種公用基礎設施”，計算可以作為一種商品進行流通，就像煤氣水電一樣，按需取用方便廉價。2006年8月，Google首席執行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會（SES San Jose 2006）首次提出“云計算”（Cloud Computing）的概念。2007年10月，Google與IBM開始在美國大學校園，包括卡內基梅隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學柏克萊分校及馬里蘭大學等，推廣云計算的計劃，這項計劃希望能降低分布式計算技術在學術研究方面的成本，并為這些大學提供相關的軟硬件設備及技術支持。而學生則可以通過網絡開發各項以大規模計算為基礎的研究計劃。自此，云計算開始正式進入教育研究的視野。
2008年12月中國教育技術協會年會上，黎加厚教授首次提出“云計算輔助教學”（CCAI）及“云計算輔助教育”（CCBE）的概念。此后，我國各地中小學逐漸開始實踐云計算輔助教學。
云計算輔助教學的快速發展衍生出很多新的教學模式，基于云計算的移動學習就是其中最有代表性的。
其實，移動學習并不是一個新生的概念，從2000年起，歐洲就對“移動學習”的方式表現出極大的興趣，先后有30多個項目對移動學習進行專項研究，對移動學習的教學對象、教學方法、技術手段等進行深入探討。國內也出現了如家校通、校內無線網、移動圖書館、藍牙校園網、中英語短信等移動學習平臺。
目前的移動學習主要有兩種運行模式：基于短信息服務（Short message service SMS）和通過建設WAP （Wireless Application Protocol）教育站點。
基于短信息服務的移動學習過程中，學習者通過定制短信息進行學習，學習內容是通過短信平臺，以短信息形式發送給學習者的。這種模式最大的弊端就是不能實現有效的師生互動。學習效果自然很難保證。通過WAP教育站點的移動學習過程要基于WAP瀏覽協議。該協議的數據傳輸速率不高但費用卻并不低廉，加之目前WAP教育站點不多，學習資源有限，因此這種移動學習模式也很難普及。
云計算輔助教學，不但彌補了上述的不足，更憑借其豐富的學習資源和低廉的學習成本，為移動學習帶來一場巨變。
1 學習資源
互聯網的最大魅力莫過于其取之不盡用之不竭的資源，云計算輔助教學能夠將海量的教育資源有效整、存儲并通過網絡服務進行共享，這使得教育者可以最大限度的整合教育資源。
傳統的教學模式中，教育者一般都是按照既定的大綱設計教學過程并通過網絡手段向學習者傳授知識，但是教學過程中教學內容和可以使用的教學資源是有限的，不能根據學生的實際需求設置教學內容，容易造成“有些學生吃不飽，有些學生裝不下”的狀態。
云計算輔助下的移動課堂借助云計算的技術將全世界教育者提供的大量有效的教育資源聚合到“云”端的存儲服務器中。教育者要對教育資源進行整理、歸類和管理。學習者只需要根據自己的學習需求自由地選擇學習內容進行學習。
2 學習環境
傳統的教學模式中，學習環境一般被局限在教室、自習室等教學場所。隨著互聯網的出現和普及，基于網絡的計算機輔助教學和遠程教育得以發展。學習者只需擁有一臺連接到互聯網的電腦就可以足不出戶的參與到學習過程中。但是，學習環境仍然一定程度上受到限制。
近些年，移動通信技術發展迅猛，智能型移動通信設備迅速普及，移動學習走入人們的視野。云計算輔助下的移動課堂將學習場所“放進口袋”，學習變成了隨時隨地可以發生的事情。
3 學習成本
傳統的教學模式中，學習者在學習的整個過程中投入的成本是比較高的。互聯網為學習者提供了大量可供使用的免費資源。但教材等學習資料只是學習過程的一個因素。在前文所提到的諸多因素的共同影響下，移動學習的實現投入的成本也比較高。
云計算為我們提供了解決之法。由于所有的數據存儲和處理都將在“云”端進行，學習者只需通過移動通信設備所附帶的瀏覽器便可進行類似于在個人計算機上的一切操作，因此對移動設備的配置要求大幅度降低。現在的移動通信設備正朝電腦和手機高度融合的方向發展，其內置的操作系統和支持HTTP協議的瀏覽器，將為用戶提供更完善的瀏覽器功能，更為云計算輔助下的移動課堂打開了大門。通信方面，無線移動通信技術的快速發展，3G和4G網絡及其所帶來的2Mbps甚至更高的數據傳輸速率和更為低廉的價格使云計算輔助下的移動課堂的使用成本大幅度的下降。
云計算輔助下的移動課堂的意義，不是簡單的教學環境和教學手段的轉換，而是一種教育理念上的重大變革。隨著技術的進一步成熟，云時代的教育技術觀念正在形成，在線、服務、便捷和個性化將會成為主導，而教育技術的使命正是研究如何將新技術更好地應用于教育。相信在不久的將來，我們打開瀏覽器，就可以方便快捷地享受云時代的教育資源服務。
參考文獻：
[1]夏仲文.對云計算輔助教學的批判性思考[J].中國信息技術教育，2010（11）.
【關鍵詞】云計算；中小企業；信息化
一、引言
工信部在“十二五”規劃中，明確提出要加強中小企業信息化，從法定的環境，項目資金的支持，公共服務平臺的建設加強中小企業的兩化融合隨著信息技術的發展。越來越多的中小企業認識到信息化的重要性，大力推進企業信息化建設，提高企業生產效率，已成力當今信息化的重點工作。中小企業在其信息化建設中面臨著諸多困難，如項目開發周期長，成本投入大，風險高，缺乏專業信息技術人才。云計算無疑為中小企業帶來了機遇。云計算是一種IT資源的交付和使用模式，免去了用戶大量繁雜的工作，用戶可以通過按需支付方式獲取所需要服務，由于云計算的靈活部署、隨需隨用、按需定制、性價比高、無需太多IT基礎設備投入等特點，為中小企業節省了構置硬件、軟件，配備人員的相關成本，而受到中小企業用戶的青睞。
二、云計算在中小企業信息化建設中的應用優勢
目前，我國眾多中小企業已認識到信息化對企業發展所帶來的深遠影響，積極投入信息化建設中，但中小企業信息化建設無論是從資源利用水平還是信息化基礎建設程度上還處于較低層次。云計算的出現為中小企業信息化帶來了發展機遇，能有效解決中小企業信息化建設所面臨的主要問題。其應用優勢主要體現以下幾個方面：
（1）提供便捷的信息化服務。中小企業無需要部署硬件設備和安裝軟件，只需按需支付一定的費用就可以通過互聯網獲取各種能力和資源。云服務可以在任何時候、任何地點、用任何可以連接互聯網的終端設備即可獲取。大量的數據可以保存在云計算的數據中心服務器上，用戶只需一組云計算服務的登錄賬號與密碼，就可以在任何地點工作。在IaaS（云計算設備服務）模式下，企業可以提出要租借的服務器數量與存儲空間，并且可以依照所需隨時增減服務器。（2）降低中小企業信息化建設成本。云計算降低了硬件購置的成本，沒有軟件許可證或軟件升級管理所產生的成本，也不用租用設施，避免了隱性成本的支出，只需按照使用率采用計量，按需使用，按需付費，使用即買即用方式購買資源，大大降低了企業自行購置的資源成本。（3）有效解決信息化人才缺乏問題。中小企業的應用軟件都運行在服務商端，由服務提供商負責維護，無需聘用信息技術員工和技術顧問，當租戶在使用軟件時如遇到問題，只需通知服務提供商的維護人員去處理，無須自己花費精力和財力去解決。（4）投資回報率高。通過利用云服務，中小企業能夠改變因IT資本支出太大而對網絡資源望而卻步的現狀。對于成長期的中小企業而言，投資建立數據中心的投資回報率較低，并且很難與業務的快速成長匹配，云計算的租用模式為中小企業提供了合適的解決方案。云模式可以使中小企業集中時間、精力和投資在利潤較大的核心業務中去，企業可以通過云計算平臺將自己的產品快速推廣給用戶，獲得更多的市場機會，取得更快更大的產出和高回報。
三、云計算應用存在的問題及策略研究
云計算為中小企業信息化建設帶來了契機，能夠有效解決中小企業信息化建設中面臨的資金、人才等主要問題。但是云計算在我國尚處于初級階段，存在問題諸如數據安全性和隱私性等問題，這些問題將阻礙云計算在企業中的應用。
1.存在的問題分析。（1）用戶傳統觀念根深蒂固。云計算的應用，在很大程度上取決于用戶的觀念和接受程度。中小企業需要改變以往“眼見為實”的傳統觀念，實現從購買產品到購買服務的IT系統構建理念的轉變。當前，廣大中小企業應用傳統的信息化軟件，企業員工不愿放棄已經熟練的信息系統和應用，對云計算這一新鮮事物感到非常陌生，不愿接受。云計算的應用實施將面臨巨大挑戰。（2）安全性問題。云安全問題是企業接受云服務擔心的首要問題。云計算從本質上來說是提供了公共而不是私有網絡，用戶需要把自己的業務數據、IT業務流程等核心資源保存在第三方，并且由于虛擬化，用戶并不清楚這些資源被實際存儲在何處。因此會遭受到更多的攻擊，面臨更加復雜的安全威脅，需要相應的保障措施，企業也需要處理和承擔與之相伴的各種安全風險。云計算的安全性問題，不是傳統的數據安全性問題，除了數據安全外，還涉及到服務可靠性和可用性問題，是一個涉及到公信力、制度、技術、法律甚至監管等多個層面的復雜問題。（3）相關制度、法規不夠健全。信任問題是云計算發展過程中的一大障礙，不具備建立自己云計算中心的中小企業，會因為云計算運營商數據中心的數據安全沒有任何有公信力的第三方在制度上的保證和相關法律的保護，不敢把數據放在運營商的數據中心。（4）缺乏統一的技術標準和運營標準。當前中國云計算產業參與者未形成一套共同遵循的技術標準和運營標準，具體表現在數據接口、數據遷移、數據交換、測試評價等技術方面，以及SLA、云計算治理和審計、運維規范、計費標準等運營方面，都缺少一套公認的執行規范、不利于用戶的統一認知和云服務的規模化推廣。
2.策略分析。（1）積極轉變觀念。云計算是一種新興的IT服務模式，是廣大中小企業信息化建設的一種理想解決方案。廣大中小企業員工應適時轉變觀念，抓住機遇，提高企業核心競爭 力。企業內部應開展新技術領域知識培訓，使員工熟知云計算的概念以及在中小企業應用的優勢，認清信息化發展的新趨勢，及早部署，抓住發展機遇，創造更大價值。（2）云計算對企業的適用性。可以考慮借助云計算經濟模式去分析，從而做出正確決策。詳細分析企業是否采用云計算需要考慮的一些關鍵要素：諸如IT資源規模、資源使用模式、數據敏感性和公司業務標準化等這方面綜合考慮是否將IT應用遷移到“云”上，并給出了指標體系和評價方法。可以供公司CIO及相關管理者提供參考，做出正確決策。（3）選擇優質云服務提供商。選擇信譽好、可信度高的云服務提供商，通過分析他們的盈利手段，閱讀隱私聲明，防止企業信息從云計算運行商那里泄露。建議企業選擇知名度高的服務提供商，如IBM、VMware、微軟等。為保障服務質量，中小企業應該和服務提供商簽訂服務水平協議（SLA），衡量對方執行這些條款的情況，并在合同款中列出準確的限定準則、安全和隱私協議以及服務提供商違反SLA的懲罰規定。（4）采用加密技術對敏感數據進行加密處理。云環境由多個“租戶”共享，其環境為公有網絡而不是私有網絡，因此會遭受到更多的攻擊。為避免數據丟失和被竊，對于敏感數據建議企業采用對稱密鑰或非對稱密鑰等方法對數據進行加密處理，再放入云端來保證數據安全性。以David A.Patterson為領銜的伯克利研究團隊認為企業在放置數據到云端之前將數據運用加密處理可能比在本地數據中心中不加密存放更加安全。（5）相關政策、法規的健全。云計算在中國掀起的熱潮不僅受益于IT的推動，政府在其中發揮了不可替代的重要促進作用。沒有政府的規劃和引導就沒有云計算產業的健康、良性發展。政府一方面對新興的云計算服務模式可以充分鼓勵其成長和發展，另一方面需要花大精力集中在云計算相關產業政策和立法上面，如檢查廠商對客戶承諾的不合理性、廠商信守承諾的程度、廠商對待客戶數據的審計和監管力度，全面對云計算廠商的安全性進行規范和監督，以構建適度寬松的云計算發展環境。
關鍵詞：云計算；云數據庫；企業應用
1、云計算概述
云計算是近幾年來最熱門的互聯網詞匯之一。自從1983年由Sun Microsystems公司提出“網絡是電腦”的概念，到2006年亞馬遜推出彈性計算云（Elastic Compute Cloud，EC2）的服務，云計算的理念逐步從抽象走向具體。2006年8月9日，Google公司首席執行官埃里克·施密特在搜索引擎大會（SESSan Jose 2006）首次提出“云計算”（Cloud Computing）的概念，這標志著云計算正式登上信息技術領域的舞臺。
宏觀上來看，云計算是有效整合計算資源的新型業務模式，它是基礎的服務器虛擬化技術和基礎架構即服務（IaaS，Infrastructure as a Service）兩者的結合。其本質是使某一個或多個數據中心的計算資源虛擬化并進行整合封裝，以租用資源的方式向上層提供各種方式的服務。簡單來說，就是將位于不同地點的計算資源在后臺整合起來，統一為某一需求或應用進行服務。
云計算的優勢主要體現在，按需采用“即用即付費”的方式分配計算、存儲和帶寬資源，使資源實現合理分配與利用；動態擴展功能和部署新服務的高可擴展性，決定云計算擁有十分廣闊的應用前景；各類資源的高利用率等。同時，云計算還集成了并行計算的良好特性：分布式計算中任務分解、分別執行、結果匯總的計算模式；網格計算中將地理上分布、系統異構的多種計算資源互連協同解決大型應用問題的作業模式；對等計算中計算資源的組織和發現方式；公用計算中將聚合計算資源封裝成公共服務的資源高用率使用模式；虛擬計算環境iVCE下用戶將富余資源按需聚合和自主協同的思想。
云計算服務包含三個層次：由底層硬件或虛擬機資源構建的基礎設施即服務（IaaS）、構建在云基礎設施上，主要用來開發各種云計算應用軟件平臺即服務（Paas）和基于云平臺開發的各類應用服務的軟件即服務（saaS）。
2、云數據庫
2.1 云數據庫概述
云數據庫（Cloud DB），是一個面向云計算的數據庫資源管理平臺，旨在通過云計算的方式整合現有的大量位于Internet后臺的數據庫資源，為云計算應用的基礎結構級別的數據庫資源訪問、發現、整合等多方面問題提供通用的解決方案。
目前，云數據庫的研究工作在國內正處于起步階段。Google、Microsoft、百度、新浪、騰訊、盛大等眾多擁有豐富數據資源或計算實力的信息技術企業正走在云計算大潮的前列。各大云計算平臺服務商都在急速提升平臺優勢，拓寬合作層面，因此各企業利用現有的的云平臺進行數據計算和處理，推出創新服務，是企業和平臺供應商的共贏之道。
2.2 云數據庫的優勢
從云數據庫的實現原理來看，云計算采用分布式存儲的方式來存儲數據，采用冗余存儲的方式來保證存儲數據的可靠性。另外，云計算系統需要同時滿足大量用戶的需求，并行地為大量用戶提供服務。因此，云計算的數據存儲技術必須擁有高吞吐和高傳輸的特點。1，數據管理技術必須能夠高效的管理大數據集，同時必須在規模巨大的數據中找到特定的數據。云計算的特點是對海量的數據存儲、讀取后進行大量的分析，數據的讀操作頻率遠大于數據的更新頻率，云中的數據管理是一種讀優化的數據管理。同時在云后臺，云安全的各種措施與應用對于保障云數據庫的安全性方面提供了可靠保證。
在應用層面來看，云計算較目前比較常用的關系數據庫在性能上存在很大的優勢。首先，云數據庫本質上大多是非事務的，并且犧牲了一些高級查詢能力以換取更好的性能。另一方面，云數據庫通常又是非關系的，因此，云數據庫的使用上忽略了許多的規則。例如JOIN操作，這一操作在當數據分散到不同機器上的時候會占用較長時間，因此不適合云計算分布式的底層設計。
3、云數據庫在企業中的應用
將云數據庫應用到企業的管理系統中，在很多問題上都能給出較好的解決方案，如將云計算的理念引入數據庫系統、基于云計算的平臺與設施在數據庫管理系統中的應用問題、數據庫管理系統對云計算的質量與性能要求即評價問題、云環境下數據庫資源的安全與保密問題等。首先，基于云計算的系統能夠節約計算機、網絡交換器等硬件設備的購買和維護成本。同時可以為企業提供相對經濟的應用軟件服務。
典型的云數據庫管理系統一般分為兩部分：一部分為服務端，另一部分為客戶端。服務端主要是企業基于云數據庫搭建的信息管理系統，一般架設在企業的服務器或大型主機，由企業相關部門統一管理。客戶端主要應用于各辦公室，辦公人員通過該客戶端進行登陸并發出應用請求，通過網絡發至服務端，充分發揮了云數據庫的高可靠性、便捷易用性及超大規模等特點。
4、云數據庫在企業應用的優勢
作為一種能夠減少企業成本和提升IT靈活性的有效途徑，云計算最近得到了更多企業的關注和長足發展的動力。
4.1 降低企業運營成本
IBM全球高效能隨需解決方案副總裁趙維義指出，云計算環境可節省為企業降低營運成本，又具備企業營運所需要的安全性及創新服務。云計算可以實現多任務同時進行而不影響效率，因此提供的云服務可以同時由成千上萬的客戶端存取，這在很大程度上能夠降低企業的運營成本。
4.2 影響企業的三大因素
云計算在眾多領域中都能發揮重要作用，這些領域包括企業內部產品的試驗、創新、虛擬世界、電子商務、社交網絡和科學研究。云計算從深度和廣大方面都極大地影響著企業的發展。
首先是內部產品的試驗與創新。通過云計算平臺，創新者通過一個簡單的Web界面聯機向云計算平臺請求資源，這些資源包括硬件平臺、操作系統、團隊成員及角色設定等等。“云”管理員請求通知后予以批準、修改或拒絕該請求。如果批準，“云”就會提供服務器。這可以縮短引入技術和創新的時間，降低設計、采購和構建軟硬件系統平臺的人力、物力成本，以及通過提高現有資源的利用率和復用率節省成本。其次是虛擬世界，虛擬世界需要大量的計算能力，通過云計算平臺托管虛擬世界的企業，可以靈活地根據當前基礎結構的利用情況，動態分配“域”（域是虛擬世界中支持特定人員子集或虛擬世界某一角落的任意區域）中客戶平均響應時間。使企業充分利用設備和資源，合理降低成本并保持了較高的客戶滿意度、減少了工作時間和資源消耗。在電子商務方面的應用分為兩個方面：—方面，在電子商務中，可以在需要時提供新的服務器，以獲得資源的彈性分配，在旺季增加更多的虛擬服務器，在淡季減少虛擬服務器。“云”的規模越大，提高效率的可能性就越大。另—方面，使用業務策略來決定哪些應用程序具有更高的優先級，并由此獲得更多的計算資源。
云計算是在互聯網技術和計算機技術的應用和發展基礎上形成的一種新型的計算服務模式，目前云計算在諸多領域都得到了廣泛運用。本文介紹了云計算的定義、特點和服務模式，結合目前高校計算機實驗室建設和管理中存在的問題，闡述了基于云計算的高校計算機實驗室的優點。
【關鍵詞】云計算 計算機 實驗室
1 云計算介紹
1.1 云計算的定義
云計算可以看作是相繼計算機變革和互聯網變革之后的再一次信息技術的發展變革。云計算是分并行計算、布式計算、虛擬化、網格計算和效用計算等計算機技術和網絡技術相融合的產物。廣義上來講，云計算是指關于服務的使用模式和交付，指的是通過網絡以按需服務和方便擴展的方式來得到所需的服務，此服務可以與計算機的硬件、軟件和互聯網相關的服務，也可以是任意其他的服務。狹義上來所說的云計算僅是關于信息系統的基礎設施的交付和使用模式，是指以按需服務和易擴展的方式通過網絡獲得所需的資源。
1.2 云計算的服務模式
云計算其目的是按需提供所需的服務，云計算具有以下服務模式：
（1）基礎設施即服務（IaaS），消費者通過Internet 從完備的計算機基礎設施中獲得服務。
（2）平臺即服務（PaaS）， PaaS實際上指的是將軟件研發的平臺作為一種服務，以SaaS的模式提交給用戶。
（3）軟件即服務（SaaS），它是一種通過Internet提供軟件的模式，用戶不需購買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來管理企業經營活動。
2 高校實驗室現狀
2.1 硬件設施的建設和維護費用較高，硬件資源利用率不高
傳統的計算機實驗室在建設初期需要投入大量資金來購買硬件產品，很多情況下計算機實驗室建設的進度被資金短缺所影響。另外，實驗室的硬件設備更新較快，這導致了被淘汰的設備長期閑置，并且重新購買新的硬件設備又需要再一次投入大量資金，這使得計算機實驗室建設成本增高。學校要根據專業建設需求建設不同的硬件、軟件環境的專業實驗室，這導致實驗室中的設備的利用率不高，幾年后就會被淘汰，造成嚴重的資源浪費。
2.2 計算機軟件的維護與管理困難
由于實驗室計算機數量較多，計算機出現故障的機率也比較大，機房維護人員往往不堪重負。在教學和科研中，由于教學和科研任務的需求就需要不同的操作系統和應用軟件，有的要求是在Windows操作系統環境下，而有的要求是在Linux操作系統環境下，機房維護人員就得安裝不同的操作系統以及運行在操作系統之上的大量軟件，在軟件安裝過程中藍屏、死機及無法上網等問題也是時有發生的。隨著信息化的迅猛發展，軟件版本更新的速度很快，有些軟件使用沒多久就需要更新到新版本才能適應教學的要求。雖然目前可以使用增量拷貝、網絡同傳和網絡還原卡等技術手段進行批量處理，但實驗室的設備一般都是分批采購的，品牌型號都不統一，操作方法各異，使得計算機實驗室軟件維護與更新工作變得非常繁瑣，費時費力還不能滿足教學要求。
2.3 信息安全隱患多，實驗相關數據存儲不便
目前，高校計算機實驗室的維護人員多數采取安裝硬件保護卡或者還原軟件等方法對用戶使用過的計算機的硬盤或者硬盤的某些分區進行還原，來保護計算機的安全性和穩定性并保護計算機系統不受到病毒的侵害或人為破壞。以上做法在一定程度上可以保護計算機的安全，但這樣做的后果是學生的實驗數據無法得到長時間保存，學生只能用U盤或移動硬盤等一些移動存儲設備將實驗數據進行拷貝，學生的拷貝行為就有可能將存儲設備里的病毒散播到計算機中。
上述這些問題是多數國內高校計算機實驗都面對的一些普遍問題，而云計算的出現將為這些問題的解決帶來一片曙光。
3 云計算在高校計算機實驗室中應用的優勢分析
3.1 降低了硬件設施的資金投入，使資源利用率提高
云計算對計算機硬件配置的要求不高，基于云計算建設的計算機實驗室的基礎硬件設施可以利用學校之前已淘汰或者將要淘汰的計算機設備就可以實現，使舊設備的利用率達到最大化，這在很大程度上減少了實驗室的建設的硬件成本。
3.2 實現了實驗室的統一管理與維護
通過使用云計算技術來統一管理實驗室的軟、硬件資源可以使得管理人員維護和升級系統和軟件的工作量減輕。管理人員在維護系統時，只需要在服務器上操作即可，不再需要逐臺更新，這樣可以減少維護的時間，降低管理的成本，提高管理效率。
3.3 數據的安全性得以提高
基于云計算實驗室的所有數據都是在“云”中，用戶所用的都是“云”中虛擬出來的環境，這就會避免傳統實驗室中因一臺計算機感染病毒將可能導致整個機房癱瘓問題的發生。云計算使用了數據多副本容錯、計算節點同構可互換等技術來保證“云”環境中數據的可持續性和安全性。
3.4 學生可以海量存儲和自由訪問實驗數據
云計算系統為用戶提供海量的存儲空間，學生可以把實驗數據永久地存儲在“云”中，方便在任何時間、任何地點通過瀏覽器在“云”的另一端打開實驗數據繼續進行實驗，這使得學生對實驗的主動性和積極性大大提高。
4 結語
隨著云計算這種新型的服務模式在各行業的發展和普及，它將為計算機應用帶來一場新的變革。高校作為培養高端人才的搖籃，更應加快基于云計算的計算機實驗室建設。讓云計算在教育領域的優勢得到充分發揮，進而使傳統的教學觀念和教學手段得到改善，使得教學和科研都能夠在云計算平臺的運用與發展下實現進步與提高。
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關鍵詞 云計算；資源；石油行業
中圖分類號：TE319 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）22-0106-01
1 什么是云計算
云計算技術的實質是將網絡中的各種軟硬件資源進行集合，并對資源進行統一管理和分配，協同合作完成用戶提出的需求與業務，其關鍵技術包括以下幾個方面。
1）虛擬機技術。
虛擬機技術就是將服務器進行虛擬化，將多個虛擬服務器當成一個服務器，集合多個服務器的資源，統一進行分配和管理，以實現對數據的處理和運算。
2）數據存儲技術。
云計算的存儲技術是利用分布式系統、計算機集群的原理，整合網絡中數量龐大的各種類型的存儲設備，通過軟件集合的方式共同工作，達到向外部提供業務訪問和數據存儲的功能。目前數據存儲技術主要有Google的GFS（Google File System，非開源）以及HDFS（Hadoop Distributed File System，開源），目前這兩種技術已經成為事實標準。
3）并行計算。
并行計算是指利用大量的計算資源同時執行多個計算過程來解決計算問題，可以有效的提高計算效率與處理速度。并行計算的運行原理是將一個大的問題化整為零，分成多個小的問題，分別對這些問題計算處理，最后將計算完成的結果進行整合處理，返還給用戶。
2 我國石油工業發展現狀與趨勢分析
隨著國際石油行業的發展，國內石油企業開始意識到信息化在企業發展中的重要性。我國的石油行業目前正在由傳統模式向信息化、數字化進行轉變。信息化的企業可以為企業管理者提供更多的資源，更高效的管理模式。
企業信息化需要重點解決以下問題。
1）信息檢索花費大量時間。
缺少統一的信息共享策劃，目前階段在企事業單位內，信息的傳輸和利用效率還比較低。例如生產設施的科研資料、設計資料不能有效傳遞到生產運營階段，很多設計和施工階段的資料都存放在檔案館，造成生產運行和維護階段沒有準確資料進行設備維護，另外已建生產系統設施運行的生產經驗也無法傳遞到的設計階段。經過數年的實踐證明，信息資源共享可以有效的提高企業的生產效率，就國際石油企業的發展看，信息技術的應用增強了企業各部門的協同工作，加快了企業對市場的反應能力。
2）需要全生命周期的生產設施管理。
項目的科研、設計、施工、試運行、生產運行、運行維護各階段之間資料不能有效傳遞，造成設計的資料在生產階段無法利用。在運行維護階段缺少準確的資料維護設備。
3）缺少行業信息化建設標準。
石油行業中各級企業的地理信息資源分布一般比較分散，油田勘探開發、煉油生產、化工生產、產品銷售、工程設計、工程建設等部門都有各自的信息管理系統，多個系統的功能重疊，企事業單位之間無法順利的共享信息資源，導致了系統的重復建設。
4）信息展示不直觀。
信息展示沒有空間信息和圖形作為載體，顯得空洞、乏味，不夠直觀。
3 云計算技術在石油行業的應用
3.1 構建統一的“數字油田”地理空間框架數據庫
建設統一的基礎地理數據庫，包括各級比例尺的二維矢量數據庫、影像數據庫、三維基礎地理數據庫等。
3.2 制定“數字油田”建設參考標準
制定石油企業地理信息標準和生產設施數字化參考標準，為“數字油田”的基礎數據采集、交換、共享、服務提供實施基礎。
3.3 研制“數字油田”相關模型，探索“數字油田”建設流程
分析研究石油生產設施全生命周期中各階段的特點，在統一的地理信息框空間架上使用數字化技術深化描述石油生產設施科研、設計、施工、運行、維護和改造的過程，分別建立生產設施設計模型、工程建設管理模型、生產營運模型、維護與改造模型等，同時探索“數字油田”建設流程，進而實現石油行業板塊之間的信息資源的有序流動，節約投資，延長生產設施的壽命提高投資回報率。
3.4 整合各類專業信息資源，建立“數字油田”綜合資源庫
通過生產設施數字化建模，收集整理生產設施各類設計、施工和改造的基礎數據，建立各類專業地理數據庫，與基礎地理數據庫共同組成“數字油田”綜合資源庫，為生產設施全生命周期管理提供基礎。實施過程中不斷完善各類生產設施基礎信息收集、整理、數字化建模、入庫流程和方法。
3.5 建設“數字油田”典型生產營運指揮應用
充分利用“數字油田”綜合資源庫的建設成果，與生產實際工作需求緊密結合，選擇數字化基礎好的板塊建設生產營運典型應用，為全面建設集團化生產營運指揮平臺積累實施經驗。
3.6 試點實施“數字油田”
在石油上中下游選擇規模較大，基礎條件較好的企業，建立總部和企業兩級分布式平臺，利用“云技術、云存儲”技術，實現集團內總部和企業對基礎信息和運營動態的數據共享，促進石油行業的生產設計、施工、運行指揮、維護等流程改造，促進石油企業管理方式的變革。
4 結論
通過云計算技術使得在互聯網中可以自由的交換各種資源，比如硬件、軟件、硬件、平臺等。云計算具有虛擬化、通用性、超大規模、高可靠性等諸多特點。云計算雖然是新興的技術，出現的時間不長，單卻給信息界帶來了巨大的改變。雖然有了云計算后，使得人們感受到了它的方便和高效，但是這項技術也對安全提出了更高的要求。作為云計算技術的受益者，只有清楚的認識到它在提供便捷的服務的同時所隱含的安全風險，并且針對這些風險和安全問題進行有效的規避、解決，才能充分發揮云計算的優勢，使其為我們創造更多的效益。
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這個所謂的“云”的核心，就是裝了大量服務器和存儲器的“數據中心”。由于目前的半導體芯片和其他配套硬件還很耗電，全球數據中心的用電功率，相當于30個核電站的供電功率，而令人痛心的是其中90%的耗電量都被浪費，因為效率很低。谷歌位于全球數據中心的用電功率就達到3億瓦特，這一數字超過了3萬戶美國家庭的用電量。
如果說現在用了大量電能來維持的云計算中心，還能給廣大用戶提供互聯網云服務的話，當數據傳輸量進一步成指數式增長，可能這個云中心會無法再維持下去。這個數據傳輸，指的是大量無線終端和“云”之間的傳輸。隨著物聯網的到來，今后各種家庭電器以及大量傳感器，包括嵌入在可穿戴設備里的傳感器都會連網，從而產生極其大量的數據。而大量數據的發送和接收，可能造成數據中心和終端之間的I/O(輸入輸出)瓶頸，傳輸速率大大下降，甚至造成很大的時延。
于是有人想出一個方法，在終端和數據中心之間再加一層，叫網絡邊緣層，如再加一個帶有存儲器的小服務器或路由器，把一些并不需要放到“云”的數據在這一層直接處理和存儲，可大大減少“云”的壓力，提高了效率，也提升了傳輸速率，減低了時延。這個方法叫做“霧計算”。
這個名字還是很有想象力，“云”漂浮在天上，看得見卻摸不著，而“霧”就在你眼前，接地氣，是個現實的物體。“霧計算”所用的設備，就是小服務器或路由器，是處于大型數據中心與終端用戶之間的設備，可以放到小區、工廠、企業、家庭等里面。
“霧計算”的效果與特點
最初“霧計算”這個名字還是由美國紐約哥倫比亞大學的斯特爾佛教授(Prof。Stolfo)起的，不過他當時的目的是利用“霧”來阻擋黑客入侵。后來美國思科公司把這個名詞接了過去，用于推銷產品和網絡發展戰略。而IBM一直在推動網絡“邊緣化”，準備把很多“云計算”的工作逐步移到“霧計算”。就是把處于網絡中心的“數據中心”里的數據，移到網絡的邊緣處。
“霧計算”對于企業來說有著明顯的積極效果：企業大量的內部數據不用傳到“云”里再從“云”里傳回來，而是直接通過“霧”來處理，能大大提高企業效率。對于個人來說，如果手機里的軟件需要升級，也不必到“云”里去升級，只需在最近的地方(如小區內)通過“霧計算”的設備升級就可以了。
霧計算的主要特點是：
極低時延。這對于目前正在蓬勃發展中的物聯網有著十分重要的意義，除此之外，網上游戲、視頻傳輸、增強現實等也都需要極低的時延。
遼闊的地理分布。這正好與集中在某個地點的云計算(數據中心)形成強烈的對比。例如，如果需把信息和視頻發送到高速移動的汽車時，可以沿著高速公路一路上設置無線接入點。
帶有大量網絡節點的大規模傳感器網絡，用來監控環境。智能電網本身就是一種帶有計算和存儲資源的大規模分布式網絡，可以作為“霧計算”很好的應用例子。
支持高移動性。對于霧計算來說，手機和其他移動設備可以互相之間直接通信，信號不必到云端甚至基站去繞一圈，因此可以支持很高的移動性。
支持實時互動。
支持多樣化的軟硬件設備。
支持云端在線分析。
這里舉一個應用“霧計算”的“智能交通系統”的例子。這個系統把交通燈作為網絡節點，可以和傳感器一起進行互動。傳感器可以探測出行人或騎自行車人的出現，測量出正在接近的汽車的距離和車速。通過“霧計算”，這些智能交通燈可以與鄰近的智能交通燈進行協調，可以對接近的汽車發出警告，甚至可以改變紅綠燈亮的周期，以避免出現交通意外。在智能交通系統的霧計算服務器里的數據，將傳到“云”里，再進行全局數據分析。
再比如說了很多年的無線傳感網絡，它的特點是極低的功耗，電池可以5、6年換一次，甚至可以不用電池而使用太陽能或其他能源來供電。這樣的網絡節點只有很低的帶寬及低端處理器，以及小容量的存儲器。傳感器主要收集溫度、濕度、雨量、光照量等環境數據，不需要把這些傳到“云”里去，傳到“霧”里就可以了。這將是“霧計算”的典型的應用。
“霧計算”與“云計算”
“霧計算”提供了當地節點分布的地理位置信息，信息傳遞的時延非常低，而“云計算”則提供了中心化的全局信息。許多應用既需要“霧”也需要“云”，例如大數據技術里的數據分析，首先通過M2M(機器與機器之間通信)把傳感得到的數據進行處理和過濾，然后放到HMI(人機界面)這一層進行文本化及視覺化處理，可以讓用戶清晰地理解所有的分析過的數據資料。
這里“霧計算”起到了一個頻繁使用的“數據庫”的作用，而“云計算”中心就是一個把文件長期存儲的地方了。由于“霧計算”的極低時延，這樣的大數據分析可以用手機來完成，真正做到“移動數據分析”。
在物聯網將成為下一代互聯網的大趨勢下，“云計算”本質上的一些缺點顯得越來越明顯，如不能支持高移動性、不支持地理位置信息及高時延等等，而“霧計算”正好能夠解決這些問題，同時又可帶來大量新的應用和新的服務。
這種“霧計算”的節點可以是今天人們正在用的無線路由器、機頂盒之類。在“霧計算”這個概念提出之前，2009年就有人提出過“云盒”(Cloud in a box)以及“小云”(Cloudlet)的想法和產品，用于周邊的手機和各種移動設備，這與“霧計算”的想法是一致的。比如增強現實，是在實際看到的現實世界的影像上再疊加一層信息，需要進行實時復雜的視頻運算，由于是實時要求，需要極低的時延。有人使用谷歌眼鏡再配上“小云”設備，達到了很好的用戶體驗效果。
云計算需要大量帶寬，而無線網絡帶寬有限。用了“霧計算”，可以使所需的帶寬量大大降低，原則上可使傳輸的數據“旁路”，即從互聯網邊上繞過去，使這些數據盡可能本地化。最有價值的數據仍然可以通過“云”來傳輸，但是大部分的數據流量可以從這些網絡中分流出去，從而大大減輕了云網絡的流量負擔。智能交通系統、智能電網、智能汽車甚至健康醫療系統等，如果都是本地處理數據，只把最重要的數據傳到“云”的話，將變得非常高效，同時也可節省大量成本。
但“霧計算”并不與“云計算”形成競爭，而是可以看作后者的延伸。從這個意義上來說，一些公司利用裝備了無線通信設備的無人機、熱氣球給偏遠地區提供寬帶網絡服務，也可以算為一種“霧計算”，而這種“霧計算”還真的很形象：漂浮在用戶和云彩之間，有點“霧”的味道。
關鍵詞： 計算機應用 教學技術 教學實踐
一、創設教學情境，激發求知欲望
對于學習壓力越來越大的學生來說，如何有效激發興趣，減輕學習負擔，實施素質教育是當前教學領域正確面對的重要課題之一。針對中學生的年齡和心理特點，利用計算機為學生創設生活化教學情境，以趣味性極強的動態視聽感覺、多彩的畫面進一步激發學生探索新知識的興趣，圍繞計算機教學實踐定期安排的一切娛樂和學習活動往往是他們樂于學習的主要動因。心理學研究表明，學生強烈的求知欲望和積極的探索精神是在學習實踐過程中不斷培養起來的，主要是通過外界事物的新穎性、獨特性滿足好奇心的需要而引發的，而計算機的有效運用正好能使這些因素得到進一步優化，往往最有利于激發學生的各種求知興趣。在教學實踐過程中，有效運用計算機輔助教學，能夠在現代科技的各種優勢支持下達到視覺、聽覺效果方面最佳的效果。通過計算機輔助教學，可以為學生創設最佳的教學情境，充分調動每一個學生的積極性、主動性，有效提高學習興趣，使學生在妙趣橫生的新環境中愉快而自覺主動地學習，進一步減輕學習負擔，最大限度地發揮自身優勢。
二、形象生動演示，便于學習識記
從教育心理學角度看，利用計算機為學生進行形象生動的演示，有利于增強識記能力，正因為有了正確的依據、原則的指導，在實踐應用的過程中，計算機輔助教學能夠通過動態的形象、優美的畫面及引人入勝的故事情節等內容把學生的注意力迅速集中起來。教學過程中教師運用計算機制作出形象生動、色彩鮮艷的教學課件，很容易吸引學生的注意力，并有效激發學生的探索精神，這樣會達到很好的效果，而且非常有利于對所學內容的成功識記。具體實施教學時，教師隨時可以切換到活動所需的界面，調出有用信息，而傳統教學中教師只好指著圖片對學生講說，其生動程度和實踐效果是過去無法企及的。在教育教學實踐過程中，有些重點和難點往往很難被學生理解和記憶，應用計算機進行形象生動的演示，比較容易被學生理解和接受，從而達到很好的識記效果。所以充分利用計算機教學手段成為教師輔助教學的一種有效手段，實踐證明，計算機輔助教學不僅讓學生體驗到成功的喜悅，而且有效激發了他們探索新知識的興趣和熱情，進一步強化了對所學知識的識記效果。
三、拓展思維空間，培養創新精神
計算機輔助教學能夠提供有利于創新發展的思維空間和諸多便利條件，在教育教學過程中，要充分發揮計算機的優勢，使學生的創造性思維和主體意識得到充分發揮。它具有多變換的優勢，不僅可以擴展認知領域，提示教材內在的邏輯關系，還可以多變換地講解、提問、設疑，啟發學生勤于思考，拓展思維空間，培養創新精神和創造潛能。在教育教學活動中培養創新意識是一項集科學性、系統性、長期性、連續性和艱巨性的教育任務于一體，創新意識存在本末、輕重、緩急之分，在教育過程中要把總結與反思當做培養創新意識的出發點，是提高學生綜合素養的一個重要教學內容，深刻分析當前教育教學過程中素質教育和傳統應試教育的矛盾等復雜因素，以拓展學生思維空間為主，有的放矢地做好創新教育與教學實踐的每一個環節的工作，認真做好調查研究，弄清問題的根本原因，制訂切實可行的計劃，真正提高學生未來參與實踐中的創新能力和素質。其次，在教育教學中，我們應使學生養成良好的思維習慣，掌握科學的思維方法，教師應利用計算機與生活、計算機與社會、計算機與環境的結合，以及由計算機滲透引入的趣味教學活動等有利條件，激發廣大學生的學習興趣，培養他們正確的思維和學習方法，養成良好的學習習慣，培養對社會有用的人才。
四、輔助課件設計，改革教學方法
計算機輔助教學在不同階段有不同的指導理論、不同的課件設計原則。教育教學實踐過程中計算機的應用，需要根據理論的指導原則將課件定位在培養學生綜合素質和能力等方面，以啟發學生積極探索、快樂學習為中心，通過對教學目標分析，教師根據教學活動的本質需求，面對不同的教學對象以確定每一次具體教學活動的主題內容，并且一定要利用計算機創設與主題相關的文化情境。根據教學需要進行有效的信息資源收集、優質課件設計，對本次教學活動所需信息資源的進行優化整合，力求計算機信息資源在本活動過程中起到積極作用，教師應該明確并且想辦法突破重點和難點，盡可能地培養學生的創新精神和探索興趣，使他們知識積累趨向趣味化和系統化。在鼓勵自主學習、實施“人機”交互的情況下，還要展開小組討論、協商，以進一步增強教學效果。教師可結合生活實踐設計一些學生相對比較熟悉的情境、動畫和不同的問題，然后引導學生共同探討其中的核心問題，讓他們暢所欲言，大膽想象，在整個教學活動過程中教師提的問題應精而簡，引導學生互相討論。同時將計算機作為幫助學生積極學習、合理安排教學過程，充分發揮計算機的特殊功能，提高學生的素質，實現最終目標，為強化整體素質教育奠定基礎，為培養未來人才夯實基礎。
在已經過去了的2011年，云計算帶著磅礴迫人的氣勢在IT行業引發了一股熱潮。隨著云計算技術的不斷發展，蓄勢待發的云計算在2012年更是會逐漸走向成熟。這對于與國際接軌、競爭激烈的能源行業企業來說，云計算可能是引發石油勘探高性能計算（HPC）需求破局的導火線之一。
關鍵詞：云計算；石油；勘探
中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 06-0022-01
一、石油勘探技術現狀
目前在石油勘探中最常用是地球物理方法。地球物理方法是使用現代物理方法進行地質勘探的方法，包括電法、磁法、重力法、放射性法、地震波法等。其中尤以地震波法最為重要。地震波法的基本辦法是用炸藥在地面激起人工地震波，通過地震波傳入地下，碰到不同形態的巖層時形成不同的反射波，這些反射波經過收集、轉變成電子信號后存儲為數據，然后通過對數據進行計算處理、解釋和反演，就能清晰模擬出勘測區域的地下地質構造，并找到那些存有石油巖層的精確位置。
據了解，為了了解和模擬出地下數千米的地質構造，通過地震波反射方式來收集海量數據一般二維數據可達1-2TB，三維數據更是高達幾百TB甚至PB級，然后進行大量的密集計算和模擬，計算結果出來后還要轉換成直觀的可視畫面，方便專家對數據進行解釋，為油氣鉆井定位提供參考。因此，這些海量數據的處理只有借助高性能計算才能實現最佳的勘探效益，這也是在石油勘探領域高性能計算需求的主因。
由于石油勘探行業的特殊性和復雜性，石油勘探對高性能計算提出了非常苛刻的要求。過去十年中，高性能（HPC）集群計算系統成為石油勘探計算處理的主流甚至是唯一系統架構類型。HPC是高性能計算(High-Performance Computing)的縮寫，但是目前高性能HPC集群計算機系統在計算性能、系統建設與運行成本等方面已經面臨著許多問題。例如，讓石油勘探企業感到頗為頭痛的問題主要集中在三大困境：一是計算能力需求和CPU處理器性能落差越來越大，目前通過不斷提高CPU處理器的工作頻率來提高計算性能的技術路線已經逐步走向其極限；二是石油勘探高速增長的數據和存儲擴容越來越不匹配；三是能耗制約越來越嚴重，高性能計算機的體積大、耗電多等弱點以及對龐大的計算機房空間需求、空調需求和用電量等已經成為石油勘探數據處理的一大挑戰。
簡單的說，就是目前石油勘探行業對計算能力和數據處理的大需求，使到傳統的高性能計算方法不但不能適應石油勘探發展與應用的需要，更是成為了石油勘探發展的制約因素之一。面臨上述嚴峻挑戰，如何破局高性能HPC計算需求成為石油勘探行業關注的焦點。
二、云計算在是由勘探領域的應用
要想滿足和破局石油勘探行業對高性能計算需求的三大困境，唯一的解決之道是要實現靈活的可伸縮性。也就是說，構建破局石油勘探高性能需求系統的關鍵點：需要可伸縮性、可拓展的計算能力；能夠負載相當大的存儲容量，并能實現可伸縮性的存儲容量；還要能夠對計算能力和資源進行更好的管理。因此，許多業內人士認為云計算或許將是最有希望破局石油勘探高性能計算需求的方法之一。
事實上，對高性能計算(HPC)而言，云計算并不是一個新的概念。例如已經發展近30年的超級計算中心就是一種早期的云計算模式：把昂貴的計算資源集中部署和集群應用。但這種HPC計算服務和當前所談論的云計算又有著一些明顯的區別。目前的云計算是網格計算（Grid Computing）、分布式計算（Distributed Computing）、并行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）、網絡存儲（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負載均衡（Load Balance）等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。它旨在通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統。云計算的核心思想是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶服務。
簡單的說，云計算對于高性能計算（HPC）不但是一次模式轉變，也是革命性解決目前困境的方法。例如微軟很早以前就提供了Window HPC Server操作系統，用于支持高度并行的集群計算系統。現在則積極的擴展其Windows Azure platform云平臺的并發計算能力和集群計算能力，其最終目標是讓云計算和高性能計算會師。目前，微軟高性能計算平臺會師云計算的版本是Window HPC Server 2008 R2。這種高性能計算通過借助云計算模式來整合、管理和調度硬件和網絡資源，可提供強大的計算和數據處理能力，有效地壓縮了石油勘探從建立模型和分析數據到提出解決方案所需的時間。更有業內專家稱這是破解石油勘探高性能需求困局的創新催化劑。
總的來說，綜合業界各種現行的解決方案，云計算技術是破局石油勘探行業高性能計算能力需求的一種很好的方向。隨著云計算技術的逐步成熟，我們有理由相信基于計算網格、計算云、存儲云提供的高性能計算服務，石油勘探行業高性能計算困局將會揭開新的篇章。
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