数字化校园论文范文

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第1篇

一台普通的机架式四路服务器正常运行功率大约是1.2kW，而服务器24h/d不间断工作，因此，一台服务器一年大约消耗的总电量为10512kWh，而一台服务器的报废时限一般为六年，因此，减少一台服务器就节约了63072kWh的电能；同时，为了维持服务器等设备断电后仍能正常工作，标准机房一般都会配备UPS供电设备，维持一台1.2kW服务器断电后8h不间断工作，大致需要九块12V/(100Ah)的UPS后备电池，因此，减少一台物理服务器，在建造机房时就可以考虑少投入九块这样的电池，而目前市场上一块12V/(100Ah)免维护蓄电池大约1000元左右，一般一块电池能正常使用三年，为保障一台服务器正常运行，六年最少需要18块12V/(100Ah)的UPS后备电池，因此，这是不容忽视的机房运作资金.目前，普通高校建立数字化校园，一般需要部署如OA、教务、邮件等30多个应用系统.如果将这30多个应用系统全部迁到私有云系统中，在云环境中每部署五个应用系统能节省八台物理服务器，30多个应用系统能节省48台物理服务器，再加上电能与电池的消耗；以目前一台普通服务器七万元左右来估算，如果高校在私有云环境中部署数字化校园，可节约总投入资金604万元左右.

虚拟化是云计算实现网络上异构资源标准化、池化、通用化和多平台化功能的关键技术，在云计算中，将资源虚拟化形成统一的资源池，简化资源配置与管理，提高硬件的利用率，实现资源管理的自动化，增强云计算的灵活性与弹性[1].根据服务类型，当前云计算大体上可分为：1)基础设施服务.为用户提供计算、存储、网络和其他基础资源服务，用户可在上面部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序；2)平台服务.为用户提供一个开发和运行平台服务；3)软件服务.将软件安装在服务器上，为用户提供软件服务，用户通过网络使用软件，不需自己再安装软件.目前，多数高校选择使用威睿公司的vSphere系列产品或微软公司的Hyper-V系列产品，搭建基础设施云平台.其中vSphere功能较强大，能实现虚拟机漂移、动态分配资源池中资源等高级功能，但购买软件的价格非常高；Hyper-V系列产品绑定在64位WindowsServer2008之后版本上，只要购买了微软的WindowsServer操作系统就可以使用，不需再投入资金，同时，也可满足搭建基础设施私有云的基本要求.

云环境部署数字化校园存在的问题

综上所述，实现云计算的方法，就是把高度虚拟化的各种网络资源组成一个巨大的资源池，为用户提供服务，但云环境也带来了一些问题.用户能够像用水或电等公共资源一样，方便地得到云环境提供的服务，实现云中资源的按需分配，这能将大量的资源集中起来共享，但云计算的推广、应用，并未被广泛接受，主要原因是目前的技术还无法有效解决云环境中大量共享资源的数据安全问题.云计算的倡导者Google，在2009年和2010年先后发生了文档错误共享和社交网络Buzz泄漏用户好友隐私现象；微软的云计算平台WindowsAzure在2009年3月出现服务中断现象；Amazon的简单存储服务(简称S3)在2008年和2009年多次出现服务中断现象，并在2009年先后出现被黑客攻击、旁道攻击和僵尸网络攻击等现象.可见，要让用户放心使用云计算，面临的安全问题已成为必须解决的问题.规模大和开放性导致云计算面临更为严峻的安全威胁，主要体现在服务器安全、数据安全、应用服务安全和安全管理与监控等方面[2].搭建私有云的高校网站更应该注意第一类安全问题，即服务器安全问题.关于私有云中服务器的安全问题主要有以下两个方面.

搭建私有云基础设施的安全

私有云基础设施包括搭建私有云的存储、计算、网络等基础资源，保证这些基础设施的安全，就是保证它们能够为私有云上层虚拟化服务提供一个安全的硬件支撑平台，主要包括：1)基础设备安全包括硬件设备及其实现相关软件系统功能的安全，常见的有容侵、容灾、冗余备份和隔离等方面的安全.其中，使用防火墙等边界类安全软件，防止外部入侵私有云，在私有云与云外网络接口处部署功能性防火墙，根据自己私有云中的应用需求，设定合理的容侵访问策略，以防止黑客对私有云中物理服务器的各类攻击；容灾一般是指利用如赛门铁克公司的BE或NBU等备份软件，镜像、快照、异地备份等冗余备份操作私有云中的数据；当数据灾难发生后，可利用这些冗余备份，快速地恢复私云中丢失的数据；隔离是指以适当的逻辑方式物理隔离云中的设备和应用系统，以增强系统和设备的管理功能.2)采用认证授权和可信芯片两种技术，保证私有云中基础设施管理系统的安全.一般采用OAuth等技术手段验证设备管理者的合法身份，以确保真实管理员管理搭建私有云环境的设备，确保用户身份的安全性和真实性.在云计算平台中部署带有加密狗算法的嵌入式可信芯片，管理密钥和信任权限等.如财务相关系统的电子密保器和手机令牌等.

私有云虚拟化环境的安全

第2篇

1．1设计目标面向服务，本质就是以服务协同为中心，组织好各种服务间的工作。从数字化校园管理应用软件系统项目特点来看，教务管理、学籍管理、教学资源管理、招生热线管理、数字化图书馆等外部服务形式主要体现为Web服务，HTTPServlet服务，CORBA服务、Tuxedo服务、数据库表接口和存储过程接口等。服务控制系统需要将这些服务通过适配器集成到服务运行构件中，并提供统一的服务接口供外部调用，通过不断丰富其应用适配功能，不断开发新的面向典型应用的组建标准，使得用户通过简单的配置就可以将已有的各种应用遗留系统和新开发的应用系统集成到服务控制系统上来。该服务控制系统支持服务交互功能，提供消息传递功能，并以事件基础架构来支持这些功能。还提供合适的服务级别和可管理性，支持在异构环境中的组合应用。依据SOA原则，需要使用与实现无关的接口，被调用的服务位置对于调用者应该是透明的，需要支持可互操作性的通信协议，同时可以进行相对粗粒度的、支持重用封装的服务定义，可以作为分布式的异构基础架构进行实现。在框架模型中，构件根据承担责任角度分为功能构件和连接构件，业务过程的扩展体现在连接构件中，同时连接构件负责功能构件之间的交互，服务控制系统就起到了连接构件的作用。在系统中被集成的对象明确被定义为服务，而不是传统EAI中各种各样的中间件系统，明确强调消息处理在集成过程中的核心作用，而且事件驱动成为重要特征］。

1．2系统架构对应于SCA的概念，服务控制系统主要发挥服务注册中心以及服务通道的作用，按主要功能分为4部分，

1．2．1服务配置管理服务配置管理主要实现将开发好的应用服务注册在系统可引用的配置文件中。服务配置使用XML来描述服务的引用位置，这保证了软件系统在运行过程支持在线演化，即意味着软件在运行期间随着配置参数改变则各个服务能被方便地增加、删除。服务配置，包括服务的声明、输入／输出端定义和服务这程序的位置。

1．2．2服务安全管理数字化校园管理的应用软件，很多对应用的访问是要进行安全控制的。针对这一普遍需求，在系统设计了服务安全管理功能。服务安全管理主要是实现安全配置，分布在各处的服务经常被远程调用，服务组件本身必须实现安全设计来完成服务调用者验证等工作。本系统采用的安全策略是应用SpringSecurity对服务访问进行控制。数字化校园管理许多应用服务需要针对服务本身的动态特征提出访问控制要求，即需要对用户的各类角色设置权限。因此，安全配置设计采用Spring框架下的SpringSecurity相关组件作为安全管理组件，服务数据交换的Mule系统也使用SpringSecurity。通过安全管理，可以在HTTP的输入端（inbound）对用户进行认证，配置组件的访问权限。SpringSecurity是通过ServletFileter的方式嵌入整个Web应用，可以进行用户认证和权限控制的管理，从而提供一种统一的跨应用系统的安全管理。当用户访问资源的时候，就会被相关的过滤器所拦截，进行用户认证和权限判断。在具体设计中通过配置安全元素、配置组件访问权限以及通过拦截器阻挡非法访问来实现服务的安全访问。同时，结合最常用的WebService方法，配置了CXF。

1．2．3服务监控服务监控用于确定监控类型和被监控的服务执行过程数据内容，通过图形界面完成服务运行过程的监控浏览，主要实现实时事件监控和历史事件查询。本系统开发了一个管理控制器实现对服务构件运行过程的监控，通过管理控制台实现对服务注册、服务调用身份登记、服务过程的监控等，实现服务注册、服务调用身份的增删改查，以及上述安全设计。定制轮巡周期实现主动发现注册的服务构件是否可达。监控服务构件运行过程信息，即将存于运行日志库的监控信息通过界面展示，对于异常信息进行提示。在服务运行过程实现便捷的可视化监控，既是了解服务是否稳定运行的需要也是前期调试服务的必须。本监控设计包括2部分，即如何将必要的监控事件入库保存和如何显示这些监控信息。前者又主要包括2类监控事件；一是服务系统的运行情况，如服务是否被成功调用；二是服务组件本身执行过程的日志。对于监控信息的显示设计，考虑到实时信息数量可能会很多，因此设计了“事件读取状态”（点击记录读取信息内容后该记录被标记为读取）方便监控者从大量信息中关注新出现记录。

1．2．4服务数据交换服务数据交换主要负责服务数据的底层交换，此处引用开源共享技术来实现，完成对不同协议数据格式的转义、过滤等处理。

1．3系统应用过程在服务控制系统应用过程，主要分为服务准备、服务、服务调用3个阶段：

1）服务准备。根据业务应用需求和运行环境完成应用服务的制作，包括服务逻辑设计、服务编写与编译、可调用的接口设定。

2）服务。将业务应用服务在配置文件中写明可调用的位置，有特定要求的（如安全调用）需要在配置中说明，然后在服务控制系统中予以。

3）服务调用。将业务应用服务的可调用接口情况提供给调用者，完成调用界面的设计，包括正常以及异常信息的显示；调用过程中，在服务控制系统的服务监控模块可查询服务执行日志，了解服务运行情况。

1．4系统实现环境根据数字化校园管理信息门户工作方式的需要，构建面向用户的服务模式时，需要将应用服务基于Poetlet技术，实现统一信息门户，有效实现校园各类应用服务异构系统的整合。为适应异构环境，本系统选用Java作为开发语言，将XML作为数据格式语言用于服务配置的定义、数据传递等。研发运行环境选择PC服务器作为硬件系统，数据库系统选择Oracle10g，服务数据交换选用开源系统MULE，目前版本为2．1．1。本系统采用的MULE作为一个基于Java的轻量级消息框架，可以快速地将服务应用连接起来，并且确保在这些应用间交换不同协议的数据。MULE是遵循面向服务架构（SOA）的系统，它提供了对现有系统的简洁集成方式，即可以集成JMS、WebService、JDBC、HTTP甚至其他的技术。MULE的可扩展性框架允许开发者逐步将更多的应用连接到它的系统，而且Mule透明地管理组件间的所有交互，不管这些组件在底层使用了怎样的传输协议，都可以利用在多个应用间读取、转换和发送数据的消息框架来解决这一问题。

2服务设定

根据SCA的模型框架，本文将服务定义为由服务组件、服务输入端和服务输出端3部分组成。

2．1服务组件基于Java的实现所提供的服务，可以有一个按下列方法之一定义的接口：1）Java接口；2）Java类。产生自WebServicesDescriptionLanguage（WSDL）portType的Java接口，Java实现类必须实现服务接口定义的所有操作，如果服务接口是用一个Java接口定义的，那么基于Java的构件要么实现此Java接口，要么实现接口的所有操作。

2．2服务输入／输出端端点的传输类型有WebService（CXF）、File、HTTP、HTTPS、TCP、FTP等多种形式。不同方式传输时，作为输入／输出端的属性设置不同。其中常用的WebService（CXF）是一个高性能的Web－Service，同时还支持多种绑定，CXF比较适合创建各种不同传输协议的服务。

3服务控制系统验证

服务控制系统只是一个基础，需要通过应用场景进行验证。为了验证以上服务控制系统的可用性，设计一个简单的“用户信息管理（Custmos－Manage）”应用服务作为测试用例。采用的“用户信息管理”系统，是在数字化校园管理应用软件中具有典型信息服务操作的小型管理系统，其应用模块都采用目前在业务开发中较常见的网页方式。

4结语

第3篇

关键词：数字化校园建设策略阶段

1数字化校园建设服务重心与主要内容

1．1数字化校园的概念

数字化校园的说法来源于“数字地球”．它是一个全新的事物。人们对数字化校园给予了不同的诠释，但目前还没有比较权威的定义。一般认为，数字化校园“是以数字化信息为基础，以计算机技术和网络系统为依托，支持学校教学和管理信息流，实现教育、教学、科研、管理、技术服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输、应用，使教学资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。”网络化无疑是其最重要的特征。

1．2数字化校园服务重心

学校的中心任务是教学，教学是学校的本质属性，是学校存在的价值和意义，它规定着数字化校园建设必须围绕着教学进行，一切技术与手段都应为“教学服务”而展开。据美国在l999年进行的一次“信息化校园计划”的研究成果表明．有39．0％的大学认为“科技与教学的有效结合是目前面临的一个最为重要的问题和挑战”。负责该项课题研究的凯尼斯·格林教授指出：“调查数据表明．越来越多的大学开始意识到，对于大学应用信息技术来说，最关键的问题实际上并不在于技术和产品，而在于人。换言之。是那些使用信息技术的教师和学生……经过多年的实践，我们逐渐认识到，在使用信息技术过程中最重要的问题是如何帮助师生在教学过程中有效和充分地使用这些设备。”这充分说明了数字化校园建设的核心是为教学服务的。

1．3数字化校园建设主要内容

硬件建设：备课和示教设备(如备课用计算机、扫描仪、数码相机、摄像机、资源管理用计算机和多媒体教室等)；学习设备(如计算机教室等)；管理设备(如校务、教务、政工、财务、后勤等管理用计算机、打印机等)；网络设备(如服务器、交换机、网卡、网线、光纤等)。软件建设：操作系统，管理信息系统，办公软件，课件制作平台及工具软件，示教及学习软件。理论建设：教育理念建设．教育体制建设，教育模式建设，学习模式建设，教师角色形成机制建设，教育评价机制建设。

2数字化校园建设认识上的误区

2．1重硬件．轻软件，忽视理论建设

目前，数字化校园建设中重硬件、轻软件的现象严重。主要表现在投资少，维持基本教学必须的软件在数量、品种和质量上都严重不足，无法使硬件的功能得到发挥；忽视软件版权问题，使用盗版操作系统等软件，埋下了潜在的危机，一旦遇到严格的维权行动。就可能带来巨大的损失；没有形成权威的机构和配套的政策、制度来保证示教和学习软件的开发、升级、维护以及地方化，使师生能够及时方便地得到适用的教、学软件。而理论建设研究滞后，多是零散的、初级的，缺乏组织性和系统性，极大地制约了数字化校园建设的进程和健康发展。

2．2用技术提供的可能性替代现实实施的可行性

软硬件企业出于赢利的动机。其设计的各种软硬件方案，从理论上讲，具有明显的先进性，但在实际上，往往了忽视了我国学校实施的可行性。(1)忽视了方案的经济可行性。中国是穷国办大教育，除少数发达地区外．全国大部分地区的教育经费一直十分紧张，根本不可能拿出大笔资金满足那些先进方案的开发建设。(2)淡化了方案的技术可行性。由于数字技术发展速度快，更新周期短，学校受经济条件的制约又使得教师无法率先获得对先进的软、硬件进行学习和演练的机会，使得这些先进的方案常常难被学校师生全面掌握。(3)模糊了学校对方案功能需求的必要性。为增强产品竞争力和方案对学校的吸引力，企业常常在方案中应用新的技术，在宣传中也大量使用带宽、升级、扩展、浮点运算、网络拓朴、资源库等概念加大营销力度，而这些企业着力渲染的功能，多数是学校根本不需要或很少能使用到的。

2．3硬件建设中的本末倒置

教学是学校的中心工作．备课和示教设备以及学习设备是与学校中心工作联系最紧密、对教育质量影响最直接、对教育理念和教学模式的改革促进最大的因素。备课和示教设备、学习设备是数字化教学必不可少的工具，管理设备是提高管理水平，营造良好教学环境的工具。而网络设备则是将前三类设备联系起来，实现资源共享、发挥系统功能的工具。如果没有足够的和合理利用的前三类设备，再好的网络设备也是无法发挥其作用的。

由于对数字化校园认识的局限性，许多学校忽视了我国教育所能提供的经费条件、人员素质等办学实力的现状，表现出一种浮躁的心态，在实施数字化校园建设中有技术上的一步到位和时间上的立马实现的思想，把数字化校园建设这样一件长期而又艰巨的工程简单化，把发达地区和重点高校的特化经验普通化，盲目应用到地方学校和中小学，使数字化校园建设失去了持续有序的发展动力。一些“校校通”工程建设也暴露出问题。2002年8月26日《中华工商时报》网络版有文章指出：教育全连接，80％没有充分利用。IT厂商们接下了一个又一个的校园网建设大单，花费学校大量经费，苦心建起的校园网却大部分闲置起来，成了聋子的耳朵——摆设。

3数字化校园建设的建议

3．1加强数字化校园建设的理论研究

在数字化校园建设中．理论建设是相对于硬件设、软件建设更为薄弱、滞后的部分。而理论对实践的指导作用决定了理论研究应该超前于实践并在实践中不断完善。加强数字化校园建设的理论研究已是迫在眉睫。(1)建立必要的组织机构，对数字化校园建设的重大问题进行识别、分解．为研究的开展提供课题指南。(2)从企业、科研机构、高校、中小学、教育管理机构等部门遴选研究人员．建立数字化校园建设的人才资源库，使研究人员结构合理。(3)以系列课题形式将已识别的问题分解到相关研究人员手中进行系统的理论研究。(4)对研究的结论进行有组织的验收、评估、实验、改进和推广应用。

3．2调整数字化校园建设核心和顺序

调整数字化校园建设核心和顺序，即调整现行“先建网——再开发资源——最后应用”的建设步骤，按照“先从教学应用着手——通过需求达到或超过供给的内在动力促进资源和网络建设”的技术路线进行。(1)以服务教学、实现教学数字化为建设核心。将投资重点和优先项目调整到目前已经成熟和稳定的对教学起直接作用的设备上来。(2)管理设备及管理软件的建设应注意数据、接口标准的统一，并围绕提高管理效率、优化教学环境的主题展开，为后期联网奠定基础．同时注意加强管理数据挖掘功能，让管理设备成为学校及各部门领导提高决策水平的得力助手。(3)学校网络建设应在教学设备和办公设备的建设与利用达到一定水平．对数据共享与交换需求较旺盛，网络技术标准趋于成熟时加大投入；应本着先内部网络、后因特网的原则进行规划，尤其是在中小学，不应过于强调互联互通和适时交互的功能，与因特网相连可以在专线、拔号等方式中灵活选择。

3．3推出符合实际的经济型解决方案

不同地区学校的经济环境和发展水平差异大．应采取不同的解决方案和建设进程。(1)高校和经济发达地区学校可从现行企业的大量解决方案中选取适合的方案进行快速开发。(2)各地中小学应根据自身的特点采取不同的技术方案和建设步骤．建设中注意因陋就简．在保证基本功能的情况下．尽量采用经济的产品。(3)教育主管部门应根据不同级别、不同地区学校的实际情况提出多种建设目标、进程和评估方案．避免不发达地区和地方学校不顾自身能力与发达地区或重点高校盲目攀比现象．使建设持续有序地进行。

3-4开展教、学软件的开发模式研究及实施解决教育软件的版权问题、软件的开放性和适用性问题。可以采用以下策略：(1)加强选择软件平台的技术指导．把好软件学习、使用人门关。以政府批量采购的措施降低采购成本。以政府控制软件版权的策略解决教学软件的开放性问题。(2)充分利用教师队伍中科研能力强的群体自行开发实用的软件。也可与企业联合共同开发。

4持续搞好数字化校园建设的步骤

4．1认识阶段

在各级各类学校只有少量的计算机单机运行时。师生员工通过各种学习资料、媒体和参观等形式对数字技术的用途开始形成理性认识并有意识地关注此领域的相关信息。学校领导开始关注兄弟单位建设情况。咨询数字化教学对本校的发展可能产生哪些影响．在不同层次、不同进程和使用程度上开始进行建设规划和经费、人员的安排和骨干人员的培训与人才储备。

4．2学习阶段

学校的计算机数量有了大量增加．主要的办公场所都有了配备．人们都可以从身边直接感受到计算机应用给教学带来的便利．只要愿意还可以有一定的上机学习时间。人们开始学习计算机基础知识。学习操作一些比较有名的商业教学软件和由各种渠道交流、获得的软件。开始尝试制作自己的课件，参加各种多媒体课件的制作和教学竞赛。开始尝试在自己的一些课堂上使用多媒体进行教学。管理人员也开始运用各种管理信息系统进行日常工作的管理．提高管理的水平。学校与外部的数据交流大部分并不是通过专门的网络．而是以光盘等硬件存储传递。有时也通过调制解调器上网传递。

4．3使用阶段

学校计算机设备和数字化资源已经初具规模．基本能满足大部分正常教学的需要。大多数教师也具备了驾驭设备、运用资源开展数字化教学的素养．并能够根据学校教学实际进行资源的二次开发。计算机在学校Et常工作管理中的使用已经实现常规化．并能运用各种数学模型进行统计、分析．为学校的评估、规划、决策等提供一定的参考。数据的传输和交流可以通过少量的电话线上网来进行。

4-4网络化阶段

由于数字化教学已经常规化。对于数据的需求、传递、交互的要求越来越大、越来越频繁，建设校园网成了当务之急。通过校园网把已经运行的教学系统、教务管理系统、学校行政管理系统、后勤保障系统等构成一个统一体．形成了完整的学校管理信息系统。由此。学校内部各环节工作有机地协调起来，许多工作自动完成．不再需要人工的参与．学校管理和教学已经相当轻松，具有很明显的研究性质．管理人员和教师的精力主要放在数字化资源的改进与完善。以满足学生的个性化发展方面。在这一阶段。校园网已经通过宽带与Internet互连．对外数据交流的流量也渐渐增大。但总的来看。学校还是一个相对完整的整体。对系统外部的依赖性还不是很强。

4．5信息化阶段