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目 錄
第1章 緒論
1.1 云計算的概念
1.2 云計算發展現狀
1.3 云計算實現機制
1.4 網格計算與云計算
1.5 云計算的發展環境
1.5.1 云計算與3G
1.5.2 云計算與物聯網
1.5.3 云計算與移動互聯網
1.5.4 云計算與三網融合
1.6 云計算壓倒性的成本優勢
習題
參考文獻
第2章 Google云計算原理與應用
2.1 Google文件系統GFS
2.1.1 系統架構
2.1.2 容錯機制
2.1.3 系統管理技術
2.2 分布式數據處理MapReduce
2.2.1 產生背景
2.2.2 編程模型
2.2.3 實現機制
2.2.4 案例分析
2.3 分布式鎖服務Chubby
2.3.1 Paxos算法
2.3.2 Chubby系統設計
2.3.3 Chubby中的Paxos
2.3.4 Chubby文件系統
2.3.5 通信協議
2.3.6 正確性與性能
2.4 分布式結構化數據表Bigtable
2.4.1 設計動機與目標
2.4.2 數據模型
2.4.3 系統架構
2.4.4 主服務器
2.4.5 子表服務器
2.4.6 性能優化
2.5 分布式存儲系統Megastore
2.5.1 設計目標及方案選擇
2.5.2 Megastore數據模型
2.5.3 Megastore中的事務及并發控制
2.5.5 核心技術——復制
2.5.6 產品性能及控制措施
2.6 大規模分布式系統的監控基礎架構Dapper
2.6.1 基本設計目標
2.6.2 Dapper監控系統簡介
2.6.3 關鍵性技術
2.6.4 常用Dapper工具
2.6.5 Dapper使用經驗
2.7 Google應用程序引擎
2.7.1 Google App Engine簡介
2.7.2 應用程序環境
2.7.3 Google App Engine服務
2.7.4 Google App Engine編程實踐
習題
參考文獻
第3章 Amazon云計算AWS
3.1 Amazon平臺基礎存儲架構:Dynamo
3.1.1 Dynamo在Amazon服務平臺的地位
3.1.2 Dynamo架構的主要技術
3.2 彈性計算云EC2
3.2.1 EC2的主要特性
3.2.2 EC2基本架構及主要概念
3.2.3 EC2的關鍵技術
3.3.4 EC2安全及容錯機制
3.3 簡單存儲服務S3
3.3.1 基本概念和操作
3.3.2 數據一致性模型
3.3.3 S3安全措施
3.4 簡單隊列服務SQS
3.4.1 SQS基本模型
3.4.2 兩個重要概念
3.4.3 消息
3.4.4 身份認證
3.5 簡單數據庫服務Simple DB
3.5.1 重要概念
3.5.2 存在的問題及解決辦法
3.5.3 Simple DB和其他AWS的結合使用
3.6 關系數據庫服務RDS
3.6.1 SQL和NoSQL數據庫的對比
3.6.2 RDS數據庫原理
3.6.3 RDS的使用
3.7 內容推送服務CloudFront
3.7.1 內容推送網絡CDN
3.7.2 云內容推送CloudFront
3.8 其他Amazon云計算服務
3.8.1 快速應用部署Elastic Beanstalk和服務模板CloudFormation
3.8.2 云中的DNS服務 Router
3.8.3 虛擬私有云VPC
3.8.4 簡單通知服務SNS和簡單郵件服務SES
3.8.5 彈性MapReduce服務
3.8.6 電子商務服務DevPay、FPS和Simple Pay
3.8.7 Amazon執行網絡服務
3.8.8 土耳其機器人
3.8.9 Alexa Web服務
3.9 AWS應用實例
3.9.1 在線照片存儲共享網站SmugMug
3.9.2 在線視頻制作網站Animoto
3.10 小結
習題
參考文獻
第4章 微軟云計算Windows Azure
4.1 微軟云計算平臺
4.2 微軟云操作系統Windows Azure
4.2.1 Windows Azure概述
4.2.2 Windows Azure計算服務
4.2.3 Windows Azure存儲服務
4.2.4 Windows Azure Connect
4.2.5 Windows Azure CDN
4.2.6 Fabric控制器
4.2.7 Windows Azure應用場景
4.3 微軟云關系數據庫SQL Azure
4.3.1 SQL Azure概述
4.3.2 SQL Azure關鍵技術
4.3.3 SQL Azure應用場景
4.3.4 SQL Azure和SQL Server對比
4.4 Windows Azure AppFabric
4.4.1 AppFabric概述
4.4.2 AppFabric關鍵技術
4.5 Windows Azure Marketplace
4.6 微軟云計算編程實踐
4.6.1 利用Visual Studio2010開發簡單的云應用程序
4.6.2 向Windows Azure平臺應用程序
習題
參考文獻
第5章 VMware云計算
5.1 VMware云產品簡介
5.1.1 VMware云戰略三層架構
5.1.2 VMware vSphere架構
5.1.3 云操作系統vSphere
5.1.4 底層架構服務vCloud Service Director
5.1.5 虛擬桌面產品VMware View
5.2 云管理平臺 vCenter
5.2.1 虛擬機遷移工具
5.2.2 虛擬機數據備份恢復工具
5.2.3 虛擬機安全工具
5.2.4 可靠性組件FT和HA
5.3 云架構服務提供平臺vCloud Service Director
5.3.1 創建虛擬數據中心和組織
5.3.2 網絡的設計
5.3.3 目錄管理
5.3.4 計費功能
5.4 VMware的網絡和存儲虛擬化
5.4.1 網絡虛擬化
5.4.2 存儲虛擬化
習題
參考文獻
第6章 Hadoop:Google云計算的開源實現
6.1 Hadoop簡介
6.2 Hadoop分布式文件系統HDFS
6.2.1 設計前提與目標
6.2.2 體系結構
6.2.3 保障可靠性的措施
6.2.4 提升性能的措施
6.2.5 訪問接口
6.3 分布式數據處理MapReduce
6.3.1 邏輯模型
6.3.2 實現機制
6.4 分布式結構化數據表HBase
6.4.1 邏輯模型
6.4.2 物理模型
6.4.3 子表服務器
6.4.4 主服務器
6.4.5 元數據表
6.5 Hadoop安裝
6.5.1 在Linux系統中安裝Hadoop
6.5.2 在Windows系統中安裝Hadoop
6.6 HDFS使用
6.6.1 HDFS 常用命令
6.6.2 HDFS 基準測試
6.7 HBase安裝使用
6.7.1 HBase的安裝配置
6.7.2 HBase的執行
6.7.3 Hbase編程實例
6.8 MapReduce編程
6.8.1 矩陣相乘算法設計
6.8.2 編程實現
習題
參考文獻
第7章 Eucalyptus:Amazon云計算的開源實現
7.1 Eucalyptus簡介
7.2 Eucalyptus技術實現
7.2.1 體系結構
7.2.2 主要構件
7.2.3 訪問接口
7.2.4 服務等級協議
7.2.5 虛擬組網
7.3 Eucalyptus安裝與使用
7.3.1 在Linux系統中安裝Eucalyptus
7.3.2 Eucalyptus配置和管理
7.3.3 Eucalyptus常用命令的示例和說明
習題
參考文獻
第8章 其他開源云計算系統
8.1 簡介
8.1.1 Cassandra
8.1.2 Hive
8.1.3 VoltDB
8.1.4 Enomaly ECP
8.1.5 Nimbus
8.1.6 Sector and Sphere
8.1.7 abiquo
8.1.8 MongoDB
8.2 Cassandra
8.2.1 體系結構
8.2.2 數據模型
8.2.3 存儲機制
8.2.4 讀/寫刪過程
8.3 Hive
8.3.1 整體構架
8.3.2 數據模型
8.3.3 HQL語言
8.3.4 環境搭建
8.4 VoltDB
8.4.1 整體架構
8.4.2 自動數據分片技術
習題
參考文獻
第9章 云計算仿真器CloudSim
9.1 CloudSim簡介
9.2 CloudSim體系結構
9.2.1 CloudSim核心模擬引擎
9.2.2 CloudSim層
9.2.3 用戶代碼層
9.3 CloudSim技術實現
9.4 CloudSim的使用方法
9.4.1 環境配置
9.4.2 運行樣例程序
9.5 CloudSim的擴展
9.5.1 調度策略的擴展
9.5.2 仿真核心代碼
9.5.3 平臺重編譯
習題
參考文獻
第10章 云計算研究熱點
10.1 云計算體系結構研究
10.1.1 Youseff劃分方法
10.1.2 Lenk劃分方法
10.2 云計算關鍵技術研究
10.2.1 虛擬化技術
10.2.2 數據存儲技術
10.2.3 資源管理技術
10.2.4 能耗管理技術
10.2.5 云監測技術
10.3 編程模型研究
10.3.1 All-Pairs編程模型
10.3.2 GridBatch編程模型
10.3.3 其他編程模型
10.4 支撐平臺研究
10.4.1 Cumulus:數據中心科學云
10.4.2 CARMEN:e-Science云計算
10.4.3 RESERVOIR:云服務融合平臺
10.4.4 TPlatform:Hadoop的變種
10.4.5 P2P環境的MapReduce
10.4.6 Yahoo云計算平臺
10.4.7 微軟的Dryad框架
10.4.8 Neptune框架
10.5 應用研究
10.5.1 語義分析應用
10.5.2 生物學應用
10.5.3 數據庫應用
10.5.4 地理信息應用
10.5.5 商業應用
10.5.6 醫學應用
10.5.7 社會智能應用
10.6 云安全研究
10.6.1 Anti-Spam Grid:反垃圾郵件網格
10.6.2 CloudAV:終端惡意軟件檢測
10.6.3 AMSDS:惡意軟件簽名自動檢測
10.6.4 CloudSEC:協作安全服務體系結構
習題
參考文獻
第11章 總結與展望
11.1 主流商業云計算解決方案比較
11.1.1 應用場景
11.1.2 使用流程
11.1.3 體系結構
11.1.4 實現技術
11.1.5 核心業務
11.2 主流開源云計算系統比較
11.2.1 開發目的
11.2.2 體系結構
11.2.3 實現技術
11.2.4 核心服務
11.3 國內代表性云計算平臺比較
11.3.1 中國移動“大云”
11.3.2 阿里巴巴“阿里云”
11.3.3 “大云”與“阿里云”的比較
11.4 云計算的歷史坐標與發展方向
11.4.1 互聯網發展的階段劃分
11.4.2 云格(Gloud)——云計算的未來
關鍵詞:云計算 ;中小學數字化校園;教育信息化
中圖分類號:TP393 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2014)01-0044-03
一、引言
信息化是促成未來中小學教育及學習革命的主要動力,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確提出,要“加快教育信息化進程”[1]。中小學數字化校園建設正是響應這一發展的需求而提出的概念。不同于高等學校的數字化校園建設,中小學校因其數量多、地域分散、資源分散、資金投入有限等原因,在每個學校均配置較多數量的服務器及其它軟硬件設備,建成類似于高校的信息化基礎設施,且配備大量專職信息管理人員并不現實,而且會出現資源利用效率低、使用維護費用高等問題。
云計算是近年來信息技術發展的新成果,代表未來信息技術的發展趨勢。云計算所具有的特點恰好能夠彌補以往數字化校園建設方案的不足,能解決目前中小學數字化校園建設中遇到的經費投入有限、基礎設施利用低效等問題。鑒于云計算可以為中小學數字化校園建設提供良好的技術途徑和技術方案這一事實,一些地方的中小學已啟動了云計算輔助教學的實踐,如鞍山一中、廣州天河區中小學、浙江海鹽地區中小學等。[2,3,4]《上海市中長期教育改革和發展規劃綱要》(2010-2020年)提出,上海的教育發展要利用“電子書包”和“云計算輔助教學”建立數字化學習環境,使每個學生能夠使用信息技術工具,實現隨時隨地的學習。[5]
在近期出現的中小學數字化校園建設方案中,云計算的概念被屢屢提及,也引發了不同的評論。[6]現階段中小學數字化校園建設對云計算的需求具體體現在哪些地方、如何利用云計算技術建設中小學數字化校園,都是中小學教育信息化工作者和信息技術專家必須直面的問題。本文通過分析中小學數字化校園的建設目標、基本架構及其功能,同時剖析云計算技術的本質和功用,尋求二者的契合點,理清中小學數字化校園建設對云計算技術的具體需求,并提出基于云計算技術的中小學數字化校園解決方案。
二、中小學數字化校園的本質及其架構
中小學數字化校園是以校園網絡為基礎,利用先進的信息化手段和計算機技術、網絡技術、通訊技術,實現從環境(包括設備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件等)到活動(包括教學、管理、服務、辦公等)全部數字化。通過對數字信息資源的整合和集成,構成統一的用戶管理、統一的資源管理和統一的權限控制,最終實現教育過程的全面信息化。
中小學數字化校園的基本架構如圖1所示,從下而上依次為網絡基礎設施層、應用支撐層和應用層。網絡基礎設施層綜合運用計算機、網絡設備、通信終端、視音頻多媒體設備、RFID等,構架數字化校園的硬件平臺。網絡基礎設施層主要包括有線網絡、無線網絡、物聯網和五室(多媒體實驗室、遠程會議室、網絡教室、創新實驗室、電子閱覽室)。應用支撐層主要包含校園信息數據庫、數字資源庫等基礎數據庫和網絡安全、外部網接入等系統支撐軟件,為各種應用提供數據和技術支撐。應用層是基于校園網的,面向教師和學生的教學、管理及服務的軟件平臺,包含數字化校園的絕大多數應用系統。
對于數字化校園而言,以上三個層次的基本配置是必需的。對于具體的數字化校園建設項目,各層的軟硬件配置可根據實際情況做適當的取舍。無論采用什么樣的技術、配置多少信息技術產品,各種數字化校園建設方案的不同僅僅在于上述各層中的產品配置不同。具體到某個中學或小學,數字化校園的建設不必面面俱到,而應根據實際所需,以效用最大化為目的,根據需求進行數字化校園的應用層設計與規劃,再由應用層需求提煉出應用支撐層和基礎設施層的功能及相應的產品配置。在此過程中,還需兼顧已有的設備和設施,通過適應性改造,實現最大化的包容和繼承,避免一切從頭開始的方案。
三、云計算的體系結構及其技術特點
云計算是一種基于互聯網的計算方式,是網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物,也是引領未來信息產業創新的關鍵戰略性技術和手段。[9]狹義地講,云計算指IT基礎設施的交付和使用模式,通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源。廣義地講,云計算指服務的交付和使用模式,通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。
云計算的體系結構可分為四層:物理資源層、資源池層、管理中間件層和SOA(Service-Oriented Architecture,面向服務的體系結構)構建層,[10]如圖2所示。物理資源層包括計算機、存儲器、網絡設施、數據庫和軟件等。資源池層是將大量相同類型的資源構成同構或接近同構的資源池,如計算資源池、數據資源池等。管理中間件層負責對云計算的資源進行管理,并對眾多應用任務進行調度,使資源能夠高效、安全地為應用提供服務。SOA構建層將云計算能力封裝成標準的Web Services服務,并納入到SOA體系進行管理和使用,包括服務接口、服務注冊、服務查找、服務訪問和服務工作流等。
云計算采用虛擬化技術調配資源,將處于不同層面的硬件、軟件、數據、網絡及存儲隔離開來,從而打破數據中心、服務器、存儲、網絡、數據和應用中的物理設備之間的劃分,實現架構動態化,達到集中管理和動態使用物理資源及虛擬資源的效果。云計算提供三類服務,即SaaS(軟件即服務)、PaaS(平臺即服務)和IaaS(基礎設施即服務)。[11] IaaS中包含操作系統和硬件基礎設施,如Amazon提供的面向IaaS層的EC2/S3。PaaS中主要包含各類數據庫和中間件,如Google提供的面向PaaS層的App Engine,以及微軟公司提供的Windows Azure。SaaS中主要包含多種應用程序,如Salesforce提供的online CRM等。隨著云計算的發展,傳統的以PC和服務器為中心的IT應用模式將發生巨大變化,IT的應用、部署模式和商業模式也將發生重大的變化,用戶只需要擁有可上網的終端設備,就能享受到自己想要的各種IT服務。
從云計算的體系結構和技術特點可知,云計算適合應用于具有以下特點的業務:一是業務量彈性大,用戶數量增加較快,對資源占用不均勻;二是業務量較小,無法充分利用所分配資源。而中小學校的數字化校園對于信息技術的需求恰好具有上述特點。
四、云計算如何應用于中小學數字化校園建設
如圖3所示,若將中小學數字化校園的架構與云計算的三種服務關聯起來,即可發現二者在各層存在明顯的對應關系。中小學數字化校園的應用層可使用Saas(軟件即服務)中的應用軟件,應用支撐層可利用PaaS(平臺即服務)中的數據庫和中間件,網絡基礎設施層可利用IaaS(基礎設施即服務)中的服務器等基礎設施。
由圖3中的關聯關系可知,云計算可以在中小學數字化校園建設的各個層級中得到應用,將云計算融入到校園的各個應用服務領域,通過計算及存儲資源的彈性分配和動態管理,構建綜合信息服務平臺,實現透明高效的校務管理和泛在網絡學習,能有效避免以往數字化校園架構所存在的信息孤島、系統彈性差、資源利用率低、建設周期長、IT成本高等缺點。
鑒于云計算在中小學數字化校園建設中的應用價值和潛力,國外主要IT公司,如Google、思科、蘋果、亞馬遜等均推出面向教育的云計算服務。如Google的協作學習平臺、微軟的教育云平臺等。[7]國內的電信企業華為也推出面向教育的云計算服務,如華為的智慧教育項目,提出了基于云計算環境的“區域教育云+智慧校園”的融合社會教育信息化解決方案。
利用云計算技術建設的中小學數字化校園可以實現“云計算輔助教學”(Cloud Computing Assisted Instructions),即學校和教師利用云計算提供的服務,構建個性化教學的信息化環境,支持教師的教學和學生的學習。利用基于云計算的教學基礎設施(如移動互聯的課堂、泛在的學習資源和社區),可以促進教學資源的整合,保障教學信息的安全,分析學生日常行為取向,改進教學設施和教學方法,實現以學生為中心的個性化教學,從而提高教學質量。
目前,數字化校園的建設主要有三種模式,即自主開發模式、合作開發模式和租賃模式。統計數據及市場分析結果表明,不同規模的中小學數字化校園的建設成本一般在2萬元至20萬元。受建設成本及技術條件等因素制約,中小學數字化校園的建設宜采用合作開發模式或租賃模式,而采用這兩種開發模式,則更適合引入云計算。數字化校園的部署模式主要有獨立部署模式、托管部署模式和合作部署模式。目前,我國高校大多采用獨立部署模式,大多數中小學也采用了獨立部署模式,少數中小學開始嘗試采用托管部署模式或合作部署模式。隨著云計算技術引入數字化校園建設,托管部署模式將更有競爭力。
五、面臨的問題及對策
當前,云計算應用于中小學數字化校園建設過程中所遇到的問題主要有兩類,一類是安全問題,另一類是資源建設問題。
所有教育資源均集中在云端,或均從云計算供應商的數據中心獲取,則必然存在廠商依賴和數據安全的問題。另外,各學校均有自己的私有數據需要保護,如校本課程資源、校園資產、教師及學生的個人信息等。針對上述問題,可通過采用公有云和私有云的混合云策略解決,學校內部的信息資源(如校本課程、特色課程)由私有云管理,學校外部的資源(如數字化圖書館、公共信息資源、科研資源)由公有云管理。公有云可實現資源共享,提高軟硬件使用效率;私有云既可保護各學校內部資源的安全,又能避免對IT基礎設施的大規模需求。此外,云計算的一大特點就是其安全性。例如,云計算系統通過監測集群內部異常數據,對可能的安全問題做出判定,并向各服務器發送防止病毒擴散的措施,從而預防安全問題的出現。
共享特定區域內的教學資源,是中小學數字化校園建設的重要保障條件。數字化校園的支持服務體系應由政府主導,由企業與學校共建,以區域(市/縣)教育主管單位為中心,整合教育資源及業務流程,建立統一的教育公共服務平臺,為教師、學生、家長及教育管理者提供統一的協作和溝通平臺。國家基礎教育云平臺已于2012年12月28日開通上線試運行,向全國各級各類教育免費提供公益服務。[8]北京、上海、南京等地已建設了面向區域的教育云,向區域內的學校、教師、學生和家長提供各種教學服務和教育教學資源。
參考文獻:
[1]國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年).
[2]俞建華.基于云計算的遠程教學資源建設模式――以浙江開放大學為例[J].中國電化教育,2011(12):130-134.
[3]賀小華.云計算在教育中的應用――以Google協作平臺為例[J].軟件導刊(教育技術),2009(9):71-74.
[4]任寧.云計算輔助教學初探[J].成人教育,2010(10):93-94.
[5]黎加厚.走向信息化教育“云”服務[J].中國教育信息化(基礎教育), 2008(20):20-21.
[6]王運武.我國數字校園建設研究綜述[J].現代遠程教育研究,2011(4):39-50.
[7]陳學軍,黃利華.基于云計算的義務教育學科課程資源共建共享模式[J].中國電化教育,2013(1):81-87.
[8]宋靈青.“國家教育資源公共服務平臺”正式開通上線[J].中國電化教育,2013(1):105.
[9]Voorsluys. W, Broberg. J, Buyya. R. Introduction to Cloud Computing[M].New York, USA: Wiley Press. 2011(2):1-44.
關鍵詞:面向服務架構;Web服務;圖書館2.0;館藏目錄
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)18-4268-02
Research on Web Service Based on SOA Applying for "Library2.0"
RI Cholsu1,2, SHI Yu-zhen1,3
(1.School of Computer, Wuhan University,Wuhan 430072, China; 2.School of Computer Science, Kim Il Sung University, Pyongyang, Korea; 3.College of Software, Pingdingshan University, Pingdingshan 467002, China)
Abstract: To realize "Library 2.0", we outlined SOA, including its basic concept and architecture, introduced the concept and its related protocol of Web Service that implement SOA, carried on the analysis about the present national and international application research situation of"Library 2.0" , core technology that realize "Library 2.0" using Web services based on SOA are introduced importantly.
Key words: Service-Oriented architecture; SOA; Web services; library 2.0; online public Access catalog
為了處理集成異種分布系統、節省開發時間和費用、提高數字圖書館系統之間的互通性和信息檢索的效率,提出了“圖書館2.0”。圖書館2.0的核心是以用戶為中心的變化,邀請用戶參與建設他們所需要的實體和虛擬服務,將以讀者為中心的整合理念也深入到每個館員的服務理念[1-2]。SOA(Service-Oriented Architecture)核心思想是用系統中的分散功能整合成可操作的、基于標準的服務,使其能被重新組合和重用。利用SOA技術建立統一的信息資源訪問調用接口和資源索引,讀者可以通過整合形成的服務站點進行訪問,基于SOA的Web服務實現圖書館2.0受到人們的普遍關注。
1 SOA和Web服務介紹
1.1 SOA技術
1.1.1 SOA概念
不同類型的操作系統,應用軟件,系統軟件和應用基礎結構相互交織是企業IT系統的現狀。要解決這些應用系統之間通信和互操作困難這個問題,從頭建立一個新的基礎環境是不可能的[3]。SOA為滿足Internet環境下信息資源集成的需要,通過連接能完成特定任務的獨立功能實體來實現的一種軟件系統架構,它將應用程序的不同功能單元--服務(Service),通過服務間定義的接口聯系起來,接口采用獨立于具體實現服務的硬件平臺、操作系統平臺和編程語言的中立方式定義,使得系統中的服務可以使用統一和標準的方式進行通信,實現業務系統間的互操作。
1.1.2 SOA基本架構
SOA由服務消費者(Service Consumer)、服務提供者(Service Provider)、服務注冊庫(Service Registry)組成[4]。服務消費者使用服務提供者提供的一個以上服務。服務提供者處理服務消費者的輸入值給他提供結果。服務注冊庫存儲對服務的描述信息。服務提供者把自己提供的服務登記在服務注冊庫,服務消費者從服務注冊庫查找自己必要的服務使用。根據情況,服務提供者也可能利用別的服務提供者的服務。
1.1.3 SOA實現技術
SOA只是一種指導軟件設計的方法論,并未對實現方法做出任何規定。當前SOA的實現技術有很多種,如分布式對象技術(CORBA、EJB、COM/DCOM)、面向消息的中間件技術(如WebSphereMQ)以及當前已經普遍應用的Web Service技術。
1.2 Web服務(Web service)
1.2.1 web 服務概念
Gartner定義了Web服務是為了分布式計算利用SOAP,WSDL,UDDI等web服務標準協議中哪一個的軟件組件[5]。W3C定義了Web服務是為了支持在網路上機器之間相互作用被提出的軟件系統,它有機器可讀性接口(WSDL),別的系統根據HTTP 協議利用SOAP 消息(message)來隨著接口描述的方式跟它相互作用。
1.2.2 web 服務基本架構
Web服務的基本架構包括三種角色(服務消費者-Service Consumer,服務提供者-Service Provider,服務注冊庫-Service Registry),為了應用程序之間保障與平立地通訊,定義查找、綁定、的3種操作。(publish):為了被訪問,服務的描述信息(WSDL)必須被以便服務消費者發現和調用。查找(find):服務消費者通過查詢注冊庫去定位符合其需求標準的服務。綁定(bind):在獲得服務描述信息之后,服務消費者據此去調用服務。那時候服務提供者用SOAP方式來給服務消費者提供它的內容。Web服務的基本架構(圖2)與SOA架構(圖1)基本上一致。
圖1 SOA體系結構 圖2 Web 服務體系結構
1.2.3 Web Service關鍵技術
Web服務是一種實現SOA的技術架構[6],是建立在開放標準和獨立于平臺的協議基礎之上的分布計算單元,它描述了一組可以在網絡上通過標準化的XML消息傳遞訪問的操作:它使用SOAP協議在服務提供者與服務使用者之間進行通信;通過WSDL協議定義服務接口;使用UDDI協議進行注冊和查找。
2 “圖書館2.0”應用技術
自2005年鮑爾?米勒(Paul Miller)提出圖書館2.0概念以來,圖書館圍繞以用戶為中心,鼓勵持續的有意識的變化、邀請用戶參與建設他們所需要的實體和虛擬服務,并通過始終如一的服務評估給予支持。利用web技術來能夠更新數字資源生產和流通、信息檢索和瀏覽方式、應用系統和用戶接口、服務提供方式和水平,目前通過RSS、Blog、Wiki、Folksonomy、Bookmarklet、Toolbar、Open API、Mash-up、AJAX、Flash、Flickr、Social Bookmark、Social Network和Widgets等技術來實現圖書館2.0。結合各國情況將圖書館2.0應用技術概括如下:
1) 圖書館利用RSS源來提供OPAC檢索結果,客戶在RSS、Blog等記錄RSS源地址的話,可實隨時瀏覽自己喜愛的信息。通過RSS技術下載包含講課內容的多媒體文件。圖書館的OPAC可通過附加RSS源發生器的方式實現客戶主導的SDI服務。
2) Blog在圖書館以行銷和交流手段所應用,通過RSS公開共享社會之間的信息圖書館主要利用兩種方式的Blog,服務形式Blog和設置形式Blog。
3) 大多數的OpenAPI接口保障應用程序之間的數據交換。利用Web服務來可以實現OpenAPI。與SOAP相比,使用REST協議的實例更多,因為它比SOAP更輕量更方便。
4) 圖書館提供Bookmarklet,在線書店可以檢索多數圖書館的OPAC。Bookmarklet跟圖書的ISBN有關,在OPAC上能夠檢索ISBN。
5) 為改善數字圖書館的開放性和接近性、服務提供質量和信息檢索瀏覽方式,可利用Open API,Mashup,AJAX 等Web 2.0技術。
6) 為了擴張圖書館服務資源、實現以客戶為中心的資源分類、共享每個人的經驗和評價,可利用Wiki、folksnomy、社會化書簽等其它Web2.0技術。
3 基于SOA的Web服務在“圖書館2.0”的技術實現
結合Web服務的特點和SOA架構提出了對在圖書館2.0建設中Web服務技術的應用方案,表1列出基于SOA方式的Web服務來實現Library2.0的方法。
1) Web服務技術的最符合的應用領域就是圖書館(或者有關單位)之間服務(或者數據)的共享共用。
2) Web服務技術最適合與OpenAPI、Mashup 和AJAX等的Web2.0技術結合。用它來可以實現OpenAPI、通過Mashup技術混合現有的服務產生有新功能的服務。Web服務的數據交換協議依靠XML格式,提高Web服務的數據處理能力,跟AJAX技術結合非常重要。
3) SOAP最符合于館際互借、文本復印等的復雜事務(transaction)處理。尤其是數字圖書館通過SOAP、REST、SRW/U來共享國家代表圖書館提供的圖書分類目錄、主題目錄、規范文件、同義詞詞典等資源的話,不僅可以提高業務效率還可以節省時間和費用。
4) 與SOAP相比,又輕量又單純的Web服務協議REST可以實現數字圖書館系統的松散耦合,它用于Open API實現現有的數據和服務的再組合。
5) XML-RPC是基于Internet的遠程函數調用協議。數字圖書館提供XML-RPC和OpenAPI的話,用戶可以把數字圖書館的目錄檢索結果存儲在他的MyLibrary、Blog、社會化書簽。
6) 開放型數字資源倉庫(repository)構筑時,使用OAI-PMH來收獲元數據,而且使用Web服務協議SRW/U來進行檢索的話,可以提高系統的互操作性、信息共享和檢索的效率。
4 結束語
在用戶創造數據的WWW2.0時代,Web服務是用戶能夠實現自己業務的核心技術。在數字圖書館領域內,為了實現集成異種分布系統、節省開發時間和費用、提高數字圖書館系統之間的互通性和信息檢索的效率,開展基于SOA的Web服務的圖書館2.0應用研究。Web服務協議REST,SOAP, XML-RPC,SRW, OAI-PMH成為通過輕量、簡單的編程和松散聯接方式建立數字圖書館優秀策略,利用SOA和Web服務實現數字圖書館的構建,提高“圖書館2.0”的服務水平和質量,是今后數字圖書館發展的方向。
參考文獻:
[1] Bradley P.How to use web 2.0 in your library[M].London:Facet,2007.
[2] Paul Sutherland.From library automation to Library 2.0[Z].New Zealand:Digital Innovation Librarian Christchurch City Libraries,2010.
[3] 馮志勇.基于Web服務的SOA在電子政務中的應用[D].成都:電子科技大學,2009.
[4] W3C.Web Services Glossary[Z].2004.
[5] 禹蒲陽,劉艷斌.基于Web服務架構的數字圖書館信息檢索系統的設計與實現[J].邵陽學院學報:自然科學版,2007(3):46-47.
【關鍵詞】供電企業;云計算;云審計
隨著信息技術的快速發展,我國的信息數據量在近年來呈現出爆炸式的增長,人們的工作和生活跨入了大數據時代。我國各行業都積極應用了云計算以提高數據分析能力,如電信、醫療、金融等領域的大數據挖掘分析技術已經投入實際應用,審計領域也應與時俱進,盡快適應大數據時代的發展。本文以供電企業為研究標的,結合電力審計工作的實際情況,探索和構建一個適合供電企業的“云審計”框架。
一、關于云計算與云審計的基本概念論述
“云計算”一詞源于Google等互聯網公司的大數據處理過程,于2006年在國際搜索引擎大會上首次提出,以美國國家標準與技術研究院給出的定義較為權威:云計算是一種按使用量付費的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問,進入可配置的計算資源共享池,這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務供應商進行很少的交互。
“云審計”是基于云計算而產生的,可以認為“云審計”就是在審計工作中運用云計算的概念和技術。“云審計”有兩個基本特點,一是以審計工作為服務目的,“云審計”的應用是為了使審計師減少簡單的計算勞動,提高審計效率;二是以云計算為技術手段,利用云計算技術升級和優化現有的審計方法。
隨著近年來供電企業信息化程度的提高,服務器的后臺數據也越來越多,而審計師配備的個人電腦是無法滿足檢查這些數據的需求的。數據庫中一個簡單的操作指令可能都要在個人電腦上花費十幾分鐘甚至數個小時。而“云審計”技術卻可以很輕松地解決這些問題
二、云審計系統的框架構建
(一)云審計系統的概念和特點
云審計系統是一個全新的事物,國際上暫時還沒有給出一個比較準確和完整的定義。為方便研究,本文基于信息技術現狀和審計實際應用,對云審計系統的概念進行初步闡述:云審計系統是基于所獲得的數據,根據審計對象的基本特性,通過設定計算、判斷和限制條件建立數學或邏輯表達式,用于對審計目的進行驗證的過程。云審計系統主要有五個特點:
1.審計網絡自助服務。審計自助服務免去了審計師與被審計單位在數據獲取上的溝通,使審計師能自行獲取所需數據,并設定疑點檢查條件;2.高帶寬網絡。多個審計師可以在不同的地點獲取同樣的數據,在網絡速度上不會受到影響;3.審計數據資源池。審計師可以將得到的所有數據上傳至“云端”,形成審計數據資源池,共享給有相關權限的其他審計師;4.審計彈性架構。使審計師可以隨時隨地通過權限認證后登陸系統獲取資源;5.可度量服務。為審計系統提供自動化的監控,并記錄審計師的工作過程,包括審計方法、程序和證據獲取手段等[1]。
(二)云審計系統建設的可行性分析
在理論基礎方面,國際上關于云計算系統的理論體系已經基本完備,國內云計算技術的研究和發展也十分迅速,為云審計系統提供了充分的先決條件。在技術方面,實施云計算的各種技術方案體系已經在生活的各個方面投入應用,供電企業的審計信息化也有相當堅實的基礎,完全可以借鑒其他行業在云計算方面的先進技術和經驗。在成本方面,云審計系統的部署費用并不高昂。服務器和網絡設備可以基于現有條件加以升級和改造,不需要全部更換。用戶端也不需要更換新的設備,凡是能打開瀏覽器的電腦、平板電腦甚至智能手機都可以登陸云審計系統[2]。
(三)云審計系統的數據處理流程
基于大數據背景,云審計系統可以將各供電企業的審計數據整合為海量的審計資源池,構成審計數據的采集、導入、分析、展示平臺,使審計業務流程轉化為數據處理過程。
1.云審計系統的數據采集
云審計系統的數據采集方法必須非常全面,充分考慮審計數據的復雜性、多樣性和異構性。常見的數據采集方法有兩類,一類是復制采集,從被審計單位導出數據庫信息或整個數據庫的備份,用移動硬盤或U盤拷貝的方式,上傳到云審計系統進行處理;另一類是在線采集,與被審計單位的業務系統制定標準的數據接口,不間斷地連續采集業務數據,實現對業務流的動態監控。在線采集方式具有時效性強、響應速度快的優點,今后將成為主流的數據采集方式[3]。
2.云審計系統的數據導入
在供電企業各類業務系統的海量數據中,數據之間的結構和類型千差萬別。在進行分析之前,應先將這些數據有效地導入系統,把重要數據如重要指標、近期變化數量等置入高性能存儲器中,把不常用的次要數據置入一般存儲器,并去除不需要的冗余數據。
3.云審計系統的數據分析
云審計系統中集成了大量審計分析程序,利用分布式計算集群對海量數據進行各種分析和分類統計,以滿足審計師的分析需求云審計系統的數據分析具有以下幾方面的特點:
一是審計分析程序的可構造性。各種審計分析程序以模塊化的方式提供給審計師,可以進行任意調整。二是注重對數據的全面分析。在大數據處理時代,抽取樣本檢查和全部數據檢查這兩種方式,在云審計系統面前的區別,只不過在時間上相差數秒鐘或數分鐘而己。三是注重數據之間的關聯度分析。在以往的審計中,對被審計單位工作數據的檢查,只是對特定的業務數據進行簡單的統計和復核[4]。
4.云審計系統的數據展示
數據展示將實現可視化,能夠直觀地將數據的特點、變化和疑點呈現出來,將難以閱讀的原始數據轉變為界面清晰、易于理解的圖表。進而使審計師能夠與這些能講故事的數據進行交流,對數據處理結果進行多維度分析,從中找到審計問題出現的基本規律和深度原因。
參考文獻:
[1]王鵬.云計算的關鍵技術與應用實例[M].北京:人民郵電出版社.2012.
[2]張兵.云計算的起源、應用與發展方向[J].信息與電腦:理論版,2011.
【關鍵詞】施工過程;質量管理;云平臺
1 概述
“項目眾多、地域分散、項目規模大”等因素給建筑施工企業在質量過程的實時控制上提出了更高的要求。為了確保工程建設的質量,必須采取現代化的質量管理方法,并在質量管理中輔以現代信息技術特別是云技術。運用云技術,通過對質量管理信息的采集、加工、傳遞和共享,可使項目內外部的管理與溝通更加規范和快捷,從而提高質量管理的精細化水平,提升其行業競爭力。
2 質量管理現狀
隨著國內建筑業的飛速發展,越來越多的建筑施工企業已強烈意識到運用先進質量管理方法的重要性,但通過計算機(尤其是云平臺)輔助進行質量管理尚未普及。采用傳統的文檔式信息管理模式,存在下述問題:
1)大量的質量檢測數據通過手工計算,不僅耗費人力,且易出錯。
2)所有技術資料目前均是采用紙質文件進行存儲,對于大規模項目不便于分類與檢索,且隨著時間的推移,文件一旦損壞或丟失,將造成不可估量的損失。
3)公司相關部門不能及時查閱和分析項目部的過程管控資料,不便于快速做出決策。
工程建設規模和質量管理范圍的擴大,導致相關信息量的迅速膨脹,傳統的信息管理模式不能及時調閱、分析和處理大量的信息,已經無法滿足現代質量管理的要求。
3 平臺研究思路
為推進全面質量管理[1],不斷提高管理的標準化水平,迫切需要建設一個符合現代質量管理要求的信息管理平臺。本文所提出的土建施工過程質量管理云平臺是基于網絡云存儲模式的智能平臺,通過該平臺,可以實現對于建筑工程各分部、分項工程質量信息的采集、持久化存儲、查詢、傳遞、報表生成等基本功能,以及質量檢測數據的分類、匯總、統計、分析、診斷及評價等智能處理功能,從而提升項目管理人員的工作效率和水平,實現精細化管理。
基于云模式的土建施工過程質量管理平臺,主要從下述幾個方面開展技術研究:
1)深入了解建筑工程各分部、分項工程的質量檢測體系及規范要求。
2)建立統一的、系統的、規范的及實用性強的質量過程管理表格集。
3)研究建筑工程質量過程控制中基于云模式的數據安全、存儲、歸檔及調閱機制。
4)根據體系和規范要求,設計開發出基于云模式的質量過程控制管理平臺。
5)開發基于移動智能終端的質量數據采集子平臺和即時通訊子平臺。
6)根據初研成果,測試對于多項目、多棟號、多分部工程和多部門、多崗位協同數據管理的有效性、安全性、完整性、便捷性及高效性。
7)根據用戶的測試結果進行平臺的修正和完善。
8)平臺終測完畢后,將質量過程控制管理平臺推廣應用于實際工程中,全面、高效地對項目進行施工過程質量管理。
土建施工過程質量管理云平臺的基本架構如圖1所示:
圖1 平臺架構圖
4 平臺特色
1)云平臺。以企業的項目為單位將各類數據存放于云端,便于管理和調度。
2)規范化。由于平臺中對組織管理、用戶管理、角色管理進行了定義,使項目部各個崗位的職責、權限有了明確的界定,每個工作人員對自己的職權范圍有了更清晰的認識。各部門之間的工作流程作出了清晰的規定,并由計算機自動進行智能化的流轉傳遞,使各工作環節銜接緊密、秩序井然,提高了工作效率[2]。
3)及時性。通過在軟件平臺中設置相應的角色和權限,決策者可及時查詢項目質量管理報表,及時發現和解決問題。
4)協同性。方便項目部及與其所屬企業之間的溝通、聯系和協同管理。
5)安全性。對于項目的各類數據可以實現持久安全存儲,不易丟失。
6)便捷性。各棟號的質量管理表格集及有關技術資料通過云平臺進行分類存放,并可快速檢索目標數據。
7)互聯性。現場工程師可通過手機應用軟件(APP)進行數據采集,并自動上傳到云端服務器。
8)統一性。建立系統的、統一的質量過程管理表格集,以規范企業各項目部質量過程管理行為。
結語
從本文的論述中可知,以科學的管理理念和方法為指導所建立的土建施工過程質量管理云平臺是建筑施工企業實現全面質量管理的有力工具,能滿足現代質量管理的要求,并輔助企業向社會提供具有優良品質的建筑產品。
參考文獻