基于云計(jì)算技術(shù)的_高等數(shù)學(xué)_網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、單位代碼：10183 密級(jí)：公開(kāi)分類號(hào)：TP393.0 研究生學(xué)號(hào)：2010312026吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文基于云計(jì)算技術(shù)的高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)higher mathematicsteaching network design based on the cloudcomputing technology作者姓名：張艷春專 業(yè)：計(jì)算數(shù)學(xué)研究方向：信息計(jì)算指導(dǎo)教師：關(guān)玉景教授培養(yǎng)單位：數(shù)學(xué)研究所2013年4月基于云計(jì)算技術(shù)的高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)(higher mathematicsteaching network design based on thecloud computing technol

2、ogy作者姓名：張艷春專業(yè)名稱：計(jì)算數(shù)學(xué)指導(dǎo)教師；關(guān)玉景教授學(xué)位類別：理學(xué)碩士答辯日期； Zoli年 變?cè)翹日未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文 書面版本、電子版本的任何單位和個(gè)人，均不得對(duì)本論文 的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出 租，改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使 用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下， 獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果,除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外， 本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果. 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體

3、，均已在文中以明確方式 標(biāo)明本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名，葵物春日期：年月日中文摘要云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，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)空間和信息服務(wù)。目前，以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境成為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)發(fā)展的必然趨勢(shì)， 非正式學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)中的比重越來(lái)越大。利用云計(jì)算支持的云計(jì) 算輔助教學(xué)，能夠高效簡(jiǎn)潔的提高教學(xué)質(zhì)量，為教育信息化的發(fā)展提供了廣 闊的空間。云計(jì)算輔助教學(xué)優(yōu)勢(shì)主要從兩方面分析：從學(xué)生角度分析：第一，學(xué)習(xí)內(nèi)容，課件，學(xué)習(xí)材料，教學(xué)案例和學(xué)習(xí) 視頻等材料存放在云計(jì)算平臺(tái)中，學(xué)生利用筆記本等

4、終端設(shè)備訪問(wèn)所需要的 學(xué)習(xí)內(nèi)容，這樣就突破了時(shí)間和空間的限制；第二，學(xué)生的學(xué)習(xí)安排較為自 由，可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)情況自主選擇相應(yīng)的教學(xué)模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)，自 主和互動(dòng)式學(xué)習(xí)將會(huì)提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性；第三，鑒于云計(jì)算技術(shù) 應(yīng)用越來(lái)越廣泛，有利于增強(qiáng)學(xué)生云計(jì)算技術(shù)方面的知識(shí)和能力。從學(xué)校角度分析：第一，不需要對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行更新或升級(jí)，因?yàn)樵?計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求非常低，只要擁有上網(wǎng)的終端設(shè)備，降低學(xué)校教育 資源建設(shè)的成本；第二，由于云計(jì)算服務(wù)提供商提供專業(yè)、高效、安全的數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)，大大保證了師生的數(shù)據(jù)安全；第三，將云計(jì)算應(yīng)用于教育，可以將 教育信息資源存儲(chǔ)在云服務(wù)器上，利用云計(jì)算強(qiáng)大的協(xié)

5、同工作能力，有利于 實(shí)現(xiàn)教育信息資源的共享。本研究主要目的是為了實(shí)現(xiàn)這樣一種教學(xué)設(shè)計(jì)：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可調(diào)用百 會(huì)云計(jì)算平臺(tái)上的應(yīng)用，數(shù)據(jù)依然保存在本地服務(wù)器。本文根據(jù)高等數(shù)學(xué)) 課程的教學(xué)要求和教學(xué)特點(diǎn)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，基于百會(huì)云計(jì)算平臺(tái)和API 技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中嵌套Baihui Writer、Baihui Show等云計(jì)算產(chǎn)品，提高教學(xué)質(zhì)量。本研究的意義歸納為以下兩點(diǎn)：第一：百會(huì)云計(jì)算具有強(qiáng)大的功能和優(yōu)勢(shì)，將百會(huì)云計(jì)算服務(wù)應(yīng)用到高 等數(shù)學(xué)教學(xué)平臺(tái)中，有利于提升高等數(shù)學(xué)教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)質(zhì)量，有助 于延伸服務(wù)的范圍。第二：利用API技術(shù)，高等數(shù)學(xué)教學(xué)平臺(tái)可調(diào)用云計(jì)算服務(wù)，減少相 對(duì)應(yīng)功能的程

6、序設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，節(jié)省的時(shí)間和精力；同時(shí)，數(shù)據(jù)依然保存在本 地服務(wù)器中，有利于保護(hù)用戶的信息安全。本文研究?jī)?nèi)容共包括以下五個(gè)部分：第一部分介紹云計(jì)算相關(guān)知識(shí)，介 紹了本文研究的背景，研究的目的，研究的意義；第二部分簡(jiǎn)單描述計(jì)算相 關(guān)的核心技術(shù)理論；第三部分分析網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)，確立高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò) 教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，進(jìn)行模塊分化；第四部分對(duì)高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系 統(tǒng)與云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行整合，在本地服務(wù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)調(diào)用云計(jì)算服務(wù)；第五 部分歸納總結(jié)本次研究的成果，總結(jié)研究的局限性和意義，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展 進(jìn)行預(yù)期。關(guān)健詞：云計(jì)算，高等數(shù)學(xué)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，百會(huì)AbstractCloud computing is a

7、 commercial computational model.lt distribute computing tasks in a resource pool which constituted of a large number of computers.Cloud computing make all kinds of application systems can get computing power, storage space and information services according to the requirement.At present,personal lea

8、rning environment becomes the inevitable trend of network development.The proportion of informal learning in learners5 learning activities becomes bigger.Using the cloud computing auxiliary teaching can improve the quality of teaching and provide a broad space for the development of education inform

9、atization.We can analysis the advantages of cloud computing auxiliary teaching from two aspects:From the student perspective,?irstly,a cloud computing platform can store learning content,courseware,learning materials and so on,and students can use laptops or other terminal equipment to access learni

10、ng content.This breaks through the limit of space and time; Secondly,the students will gain more flexibility in scheduling their learning,and they will be able to choose corresponding teaching module according to their situation,the independent and interactive learning will boost the enthusiasm of t

11、he students to study.Thirdly,the application of cloud computing technology become wider and wider,cloud computing technology can enhance students knowledge and ability.We analysis from the school perspective:First,cloud computing does not need to update or upgrade of computer equipment,and because t

12、he requirement of cloud computing fbr user equipment is very low,which reduces the cost of school education resources,Secondly, the cloud computing service providers provide professional,efficient and secure data storage,this guarantees the data security between teachers and students; Thirdly, we ap

13、plied cloud computing to education,the cloud servers can store the education information resources,using the strong working ability of cloud computing can share education information resources.The main purpose of this study is to achieve a teaching design as follows:The network teaching system can i

14、nvork the application of the cloud computing platfbrm,the data is stored on the local server.In this paper,according to the requirements of Higher瀝此 construcing network learningsystem,based on the cloud computing platform and API technology,nesting cloud computing products such as Baihui Writer and

15、Baihui Show can improve the quality of teaching.The significance of this study is summarized as the following two points:Firstly:the cloud computing has powerful function and advantage,apply the cloud computing services to the Higher Mathematics teaching platform,this can improve the quality of teac

16、hing of Higher Mathematics teaching platfbrm,can extend the range of services.Secondly:using API technologyMathematics teaching platform can call cloud computing services,can save time and energy;At the same time,because the data is still stored in local server,this is good for protecting the securi

17、ty of user information.In this paper,the research content includes the following five parts:The first part introduce the related knowledge of cloud computing,introduce this article research background,research purpose;The second part simply describe theory of the core technology;The third part analy

18、sis the characteristics of network teaching,establishing the infrastructure of Higher Mathematics network teaching system;The fourth part Higher Mathematics network teaching system integration with cloud computing;The fifth part summarizes the results of the present study summarizes the limitations

19、and significance of this research,and expectations for the future development.Key words:cloud computing, higher mathematics, network teaching, Baihui TOC o 1-5 h z 第 1章 云計(jì)算概述11 云計(jì)算基本概念11.2云計(jì)算服務(wù)類型21.3云計(jì)算現(xiàn)狀與發(fā)展4第2章 云計(jì)算核心技術(shù)81 云計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)82.2云計(jì)算的核心技術(shù)12第3章 高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)設(shè)計(jì)171高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)需求調(diào)查173.2高等數(shù)學(xué)課程特點(diǎn)173 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計(jì)理論支

20、持193.4網(wǎng)絡(luò)教學(xué)角色設(shè)計(jì)223.5網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)22第4章 高等數(shù)學(xué)平臺(tái)與云計(jì)算平臺(tái)的整合261云計(jì)算輔助教學(xué)264.2百會(huì)云計(jì)算平臺(tái)284.3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)與百會(huì)平臺(tái)的整合314.4高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課堂功能展示38第5章 總結(jié)和展望431 研究結(jié)果總結(jié)與反思435.2研究的意義435.3研究的局限性445.4 研究展望44參考文獻(xiàn)45附 錄48后 記52in第1章云計(jì)算概述1云計(jì)算基本概念云計(jì)算(Cloud Computing)是基于多種技術(shù)的新型的分布式計(jì)算模式，它 的出現(xiàn)迎合了商業(yè)界對(duì)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式創(chuàng)新的需要。隨著現(xiàn)代軟件應(yīng)用和商務(wù) 處理的全球化、自動(dòng)化和信息化，云計(jì)算服務(wù)已成為IT界未來(lái)發(fā)展

21、的必然趨 勢(shì)。云計(jì)算目前還沒(méi)有公認(rèn)的定義，下面給出普遍接受的定義。云計(jì)算的定義：云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，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)空間和信息服務(wù)。在某種意義上云計(jì)算剝離了軟件與硬件間的必然聯(lián)系，通過(guò)平行運(yùn)算的 方式，在不同的硬件上可以執(zhí)行一個(gè)應(yīng)用程序，在這種計(jì)算模式下，本地計(jì) 算機(jī)只需要向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送需求指令，遠(yuǎn)端就會(huì)有上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)共同完成計(jì)算, 并將計(jì)算結(jié)果顯示在本地計(jì)算機(jī)中。云計(jì)算模式中用戶不需要了解服務(wù)器在 哪里，不用關(guān)心內(nèi)部如何運(yùn)作，通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)就可以透明地使用各種資源。云計(jì)算能夠給用戶提供自定義的、可靠的、最大化資源利用

22、的服務(wù)。計(jì) 算任務(wù)不在本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，而是分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上, 這使得用戶能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系 統(tǒng)。云計(jì)算真正實(shí)現(xiàn)了按需計(jì)算，從而有效地提高了對(duì)軟硬件資源的利用效 率。云計(jì)算服務(wù)特點(diǎn)：彈性服務(wù)：用戶的使用資源同業(yè)務(wù)的需求相一致，按用戶的需求動(dòng)態(tài)的 分配，用戶能夠根據(jù)實(shí)際需要，快速請(qǐng)求和購(gòu)買資源，擴(kuò)展處理能力。服務(wù)規(guī)模隨業(yè)務(wù)負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化而快速伸縮，避免資源浪費(fèi)。資源池化：通過(guò)虛擬化技術(shù)，對(duì)存儲(chǔ)、計(jì)算等資源池化，為用戶屏蔽了 數(shù)據(jù)中心管理，大規(guī)模數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題。服務(wù)計(jì)費(fèi)：服務(wù)提供商監(jiān)控服務(wù)資源的使用量，根據(jù)資源的使用情況對(duì) 服務(wù)計(jì)費(fèi)。設(shè)備要求

23、低：各種終端設(shè)備只需要通過(guò)瀏覽器就可以訪問(wèn)云計(jì)算服務(wù)。提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心：數(shù)據(jù)不是保存在硬盤上而是保存在云計(jì)算的服務(wù)中 心，避免了數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享：在云計(jì)算的模式中，數(shù)據(jù)保存在云服務(wù)中 心，所有電子設(shè)備只需要連接互聯(lián)網(wǎng)，就可以同時(shí)訪問(wèn)和使用同一份數(shù) 據(jù)。云計(jì)算是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，把存儲(chǔ)于電話，電腦和其他 設(shè)備上的大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作，一切計(jì)算任務(wù)都可 以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交給服務(wù)器處理，個(gè)人計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備只是一個(gè)接收工具，減 少計(jì)算量，提高辦公效率。1.2云計(jì)算服務(wù)類型云計(jì)算是按需提供彈性資源，所以它是一系列服務(wù)的集合。1.2.1云計(jì)算服

24、務(wù)層次從服務(wù)類型角度分析，云計(jì)算核心服務(wù)分為三類：一：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) laaS (Infrastructure as a Service)提供基礎(chǔ)設(shè)施部署服務(wù)的laaS層，服務(wù)的對(duì)象是需要硬件資源的用戶， 為用戶提供實(shí)體或虛擬的計(jì)算，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等資源。使用者需要上傳數(shù)據(jù)， 程序代碼，環(huán)境配置等信息。laaS允許用戶動(dòng)態(tài)申請(qǐng)或釋放節(jié)點(diǎn)，按使用量 計(jì)費(fèi)。laaS層是云計(jì)算的基礎(chǔ)，為上層云計(jì)算服務(wù)提供海量的硬件資源。 二：平臺(tái)即服務(wù) PaaS (Platform as a Service)提供應(yīng)用程序部署與管理服務(wù)，服務(wù)的對(duì)象是程序開(kāi)發(fā)者，為用戶提供 應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，用戶不必過(guò)多考慮節(jié)點(diǎn)間的配合

25、問(wèn)題。使用者需要上 傳數(shù)據(jù)，程序代碼，不需要關(guān)注底層網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)，操作系統(tǒng)等問(wèn)題，用戶的 自主權(quán)降低，必須在特定的編程環(huán)境下遵照特定的編程模型。三:軟件即服務(wù) SaaS (Solfware as a Service)提供基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序服務(wù)，服務(wù)的對(duì)象是企業(yè)和需要軟件應(yīng)用的 用戶，將桌面應(yīng)用程序遷徙到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的泛在訪問(wèn)。使用者需 要上傳數(shù)據(jù)。SaaS針對(duì)性強(qiáng)，只提供某些專門用途的服務(wù)。1.2.2云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)云計(jì)算服務(wù)層次從服務(wù)的角度來(lái)劃分云計(jì)算的層次，而云計(jì)算的技術(shù)層 次是從系統(tǒng)屬性和設(shè)計(jì)思想的角度來(lái)描述云計(jì)算。從軟件硬件資源在云計(jì)算技術(shù)中的地位分析，云計(jì)算由四部分構(gòu)成：物

26、理資源，虛擬化資源，管理中間件，SOA構(gòu)建層。物理資源層：包括計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)器，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件等，可能 是價(jià)格低廉的計(jì)算機(jī)，也可以是昂貴的服務(wù)器，通過(guò)并行技術(shù)，分布式 技術(shù)將分散的計(jì)算機(jī)組成一個(gè)集群，能夠提供強(qiáng)大功能，用于計(jì)算和存 儲(chǔ)等操作。虛擬化資源層：包括計(jì)算資源池，數(shù)據(jù)資源池等由大量相同類型的資源 構(gòu)成同構(gòu)或接近同構(gòu)的資源池。本身是虛擬的而不是真實(shí)的資源，通過(guò) 軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)一定操作，具有一定功能。管理中間件：中間件位于服務(wù)和服務(wù)集群之間，負(fù)責(zé)對(duì)云計(jì)算的資源進(jìn) 行管理。包括資源管理，任務(wù)管理，用戶管理和安全管理。用戶管理：是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算商業(yè)模式的必不可少的環(huán)節(jié)，包括用戶身份驗(yàn) 證、用戶

27、許可、用戶定制管理；資源管理：負(fù)責(zé)均衡使用云資源節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)故障，監(jiān)視統(tǒng)計(jì)資源的 使用情況；安全管理：保證云計(jì)算設(shè)施的整體安全，包括身份驗(yàn)證、訪問(wèn)授權(quán)、安 全審計(jì)、綜合防護(hù)等；任務(wù)管理：負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶提交的任務(wù)，包括映像創(chuàng)建、部署、管理等。 管理中間件隱藏底層硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)資 源。對(duì)標(biāo)識(shí)、認(rèn)證、授權(quán)、目錄、安全性等服務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和操作，為 應(yīng)用提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化程序接口和協(xié)議。SOA構(gòu)建層：將云計(jì)算能力封裝成標(biāo)準(zhǔn)的Web Service服務(wù)，包括服務(wù) 接口，服務(wù)注冊(cè)，服務(wù)查找，服務(wù)訪問(wèn)等。服務(wù)接口統(tǒng)一規(guī)定了使用計(jì) 算機(jī)的各種規(guī)范、云計(jì)算服務(wù)的各種標(biāo)準(zhǔn)等，是用戶端與云端

28、交互操作 的入口，可以完成用戶或服務(wù)注冊(cè)，對(duì)服務(wù)的定制和使用。1.3云計(jì)算現(xiàn)狀與發(fā)展作為一種全新的商業(yè)模式，云計(jì)算其核心部分是數(shù)據(jù)中心，企業(yè)和個(gè)人 通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)獲得計(jì)算能力，從而避免了大量的硬件投資。1.3.1云計(jì)算服務(wù)廠商IBMo被稱為最全面的云計(jì)算廠商IBM在構(gòu)建，支持和運(yùn)作大規(guī)模計(jì)算 系統(tǒng)方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，不僅形成具有硬件、軟件、服務(wù)相結(jié)合 的體系架構(gòu)，還致力于云計(jì)算概念的推廣和開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的制定。產(chǎn)品如提 供SAN存儲(chǔ)虛擬化功能的SAN Volume Controller,提供服務(wù)虛擬化功能 的PowerVM,包括會(huì)議服務(wù)、電子郵件服務(wù)等以Web方式實(shí)現(xiàn)的LotusLive云服務(wù)等

29、。亞馬遜。受到大中型企業(yè)歡迎的亞馬遜，在電子商務(wù)中積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和 注重?cái)?shù)據(jù)中心的開(kāi)發(fā)，也形成了包括計(jì)算、內(nèi)容分發(fā)、存儲(chǔ)等內(nèi)容云計(jì) 算的規(guī)模。Oracleo收購(gòu)Sun之后的Oracle成為云計(jì)算的重要廠商，將Sun的服務(wù) 器應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)上開(kāi)發(fā)，部署和提供軟件服務(wù)的模式，加強(qiáng)了云計(jì)算的 易用性，以數(shù)據(jù)庫(kù)為起點(diǎn)的Oracle公司提供強(qiáng)大的可擴(kuò)展的Oracle CRM On Demand等產(chǎn)品。Googleo作為目前云計(jì)算應(yīng)用最廣泛的廠商，Google的云計(jì)算目標(biāo)在于 覆蓋從個(gè)人用戶到企業(yè)用戶的廣大空間，Google云計(jì)算公司采用廉價(jià)服 務(wù)器提供Google數(shù)據(jù)中心。Google的GAE云計(jì)算平臺(tái)提供

30、基礎(chǔ)設(shè)施和 應(yīng)用兩個(gè)方面的服務(wù)，GAE采用CGI接口實(shí)現(xiàn)的Web應(yīng)用環(huán)境，支持 Python、Java,因?yàn)椴捎蒙诚淠Ｐ?，GAE應(yīng)用程序的客戶的請(qǐng)求在獨(dú)立 的沙箱內(nèi)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了各應(yīng)用實(shí)例的隔離。并且Google Apps同樣是 Google 公司提供的服務(wù)，包括 Google Docs、Gmail Google Calendar 等。微軟。微軟公司具有實(shí)力強(qiáng)勁的Windows操作系統(tǒng)、.net編程框架、 SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)等產(chǎn)品，基于強(qiáng)大的技術(shù)支持，微軟公司推出了 Windows Azure Platform云計(jì)算平臺(tái)，提供整套云計(jì)算服務(wù)產(chǎn)品，包括以 打補(bǔ)丁方式安裝運(yùn)行的服務(wù)虛擬化軟件V

31、irtual Server和直接在服務(wù)器硬 件上運(yùn)行的虛擬化產(chǎn)品Hyper-V,不僅提供云計(jì)算平臺(tái)Windows Azure Platform,還針對(duì)企業(yè)用戶和個(gè)人用戶提供不同的軟件服務(wù)，個(gè)人用戶產(chǎn) 品如 Windows Live、Hotmail SkyDrive 等。EMCo實(shí)力強(qiáng)勁的虛擬化公司EMC,以在信息生命周期管理方面豐富的 技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，正在朝云存儲(chǔ)和信息管理服務(wù)方向發(fā)展。1.3.2云計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域云計(jì)算擁有廣泛的應(yīng)用前景。在科研領(lǐng)域的應(yīng)用主要有地震監(jiān)測(cè)、海洋 信息監(jiān)控、天文信息計(jì)算處理等；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有醫(yī)療影像處理、 DNA信息分析等；在圖形和圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用主要有

32、海量圖片檢索、高仿 真動(dòng)畫制作等；在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有Email服務(wù)、在線實(shí)時(shí)翻譯等。美國(guó)政府對(duì)云計(jì)算相當(dāng)重視，2009年提出公開(kāi)政府信息，推動(dòng)政府開(kāi)放、 協(xié)同、合作發(fā)展等以開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ)的計(jì)劃，并于2009年9月建立列出 包括商務(wù)應(yīng)用、辦公應(yīng)用、laaS基礎(chǔ)設(shè)施等服務(wù)的網(wǎng)站，即Apps. gov,提供 政府批準(zhǔn)的云計(jì)算應(yīng)用，同時(shí)在2010年12月計(jì)劃采用“云計(jì)算優(yōu)先”的政 策，對(duì)政府?dāng)?shù)據(jù)中心及應(yīng)用程序和IT架構(gòu)進(jìn)行修整。云計(jì)算在中國(guó)的發(fā)展也相當(dāng)迅速，2010年7月，北京市經(jīng)濟(jì)信息化委員 會(huì)啟動(dòng)“祥云工程”方案；2010年8月，上海啟動(dòng)“云海計(jì)劃”；2010年10 月，中國(guó)在北京、深圳

33、、上海、無(wú)錫、杭州等五個(gè)城市開(kāi)展云計(jì)算試點(diǎn)工作。1.3.3云計(jì)算的十大挑戰(zhàn)服務(wù)的可用性：為了避免在一個(gè)單獨(dú)公司出現(xiàn)故障的情況下導(dǎo)致從互聯(lián)網(wǎng)上消失，合乎情理的解決方案就是選用多個(gè)云計(jì)算提供商；數(shù)據(jù)丟失：因?yàn)槟壳皼](méi)有建立起統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以用戶從一個(gè)站點(diǎn)遷徙數(shù)據(jù)和程序到另一個(gè)站點(diǎn)相當(dāng)困難，解決方案就是將云計(jì)算API標(biāo)準(zhǔn)化;數(shù)據(jù)安全性和可審計(jì)性：從本質(zhì)上說(shuō)云計(jì)算提供了公共而不是私有的網(wǎng) 絡(luò)，因此會(huì)遭受到更多的攻擊，而按照薩班斯法案等相關(guān)法律規(guī)定, 企業(yè)提供到云中的數(shù)據(jù)必須滿足審計(jì)需求，解決方案是采用加密技術(shù)， 虛擬局域網(wǎng)等；數(shù)據(jù)傳輸瓶頸：數(shù)據(jù)密集型成為當(dāng)前應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)，若將應(yīng)用拆分交由不同的云處理，

34、導(dǎo)致復(fù)雜的數(shù)據(jù)存放和傳輸，解決方案是快遞硬盤，數(shù)據(jù)備份/獲取等；性能不可預(yù)知性：雖然在云計(jì)算中多虛擬機(jī)能夠很好的共享CPU和內(nèi)存,但I(xiàn)/O的共享還有待改進(jìn)，解決方案是改進(jìn)體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)等；可伸縮的存儲(chǔ)；大規(guī)模分布式系統(tǒng)中的錯(cuò)誤；快速伸縮；聲譽(yù)和法律危機(jī)：用戶的惡意操作會(huì)影響整個(gè)云計(jì)算的聲譽(yù)，解決方案 是創(chuàng)建類似信任郵件服務(wù)等聲譽(yù)保護(hù)服務(wù)；軟件許可：因?yàn)樯虡I(yè)軟件許可證模式不適合效用計(jì)算，解決方案是采用 即用即付許可等。第2章云計(jì)算核心技術(shù)1云計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)云計(jì)算是對(duì)分布式處理(Distributed Computing),并行處理(Parallel Computing),網(wǎng)格計(jì)算(Grid C

35、omputing)及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)處理，是各種 傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，是一種集虛擬化技術(shù)、信息安 全、效用計(jì)算、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、商務(wù)智能、邏輯推理等技術(shù)為一體的 新興計(jì)算應(yīng)用模式。圖2.L云計(jì)算與相關(guān)技術(shù)的聯(lián)系傳統(tǒng)技術(shù)舉例：集群計(jì)算：將大量獨(dú)立的計(jì)算機(jī)通過(guò)高速局域網(wǎng)相連，從而提供高性能計(jì)算 能力。效用計(jì)算：為用戶提供按需租用計(jì)算機(jī)資源的途徑。網(wǎng)格計(jì)算：整合大量異構(gòu)計(jì)算機(jī)的閑置資源(如計(jì)算資源和磁盤存儲(chǔ)等)，組成虛擬組織，以解決大規(guī)模計(jì)算問(wèn)題。服務(wù)計(jì)算：作為連接信息技術(shù)和商業(yè)服務(wù)的橋梁，研究如何用信息技術(shù)對(duì)商 業(yè)服務(wù)建模、操作和管理。Web服務(wù)：能使得運(yùn)行在不同機(jī)器上的

36、不同應(yīng)用無(wú)須借助附加的專門的第三 方軟件，就可以相互交換數(shù)據(jù)或集成。2.1.1虛擬化技術(shù)1959年6月，ChristopherStrachey發(fā)表虛擬化論文，虛擬化是今天云計(jì) 算基礎(chǔ)架構(gòu)的基石，沒(méi)有虛擬化的云計(jì)算是不可能實(shí)現(xiàn)按需計(jì)算的目標(biāo)的。CPU利用率情況調(diào)查結(jié)果顯示：基于X86架構(gòu)的服務(wù)器上，CPU利用 率最低，僅為5-15%,具有強(qiáng)大處理能力的X86計(jì)算機(jī)硬件僅僅運(yùn)行了單 個(gè)操作系統(tǒng)和單個(gè)應(yīng)用程序。這使得大多數(shù)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)未得到充分利用。虛擬化技術(shù)是一門應(yīng)用很廣泛的技術(shù)，本質(zhì)上就是一種實(shí)現(xiàn)物理層向邏 輯層的變化的邏輯簡(jiǎn)化技術(shù)，采用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)物理層復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的屏 蔽，系統(tǒng)對(duì)外將呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單

37、的邏輯運(yùn)動(dòng)形態(tài)。虛擬化技術(shù)不僅可以擴(kuò)大硬件的容量，而且簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。 虛擬化技術(shù)是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行而不是在真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行， 虛擬化可以單CPU模擬多CPU并行，在一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，不 同的虛擬機(jī)在同一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和多個(gè)應(yīng)用程序，應(yīng)用程 序可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而不相互影響，提高了計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化將物理硬件與操作系統(tǒng)分開(kāi)，通過(guò)將原本一臺(tái)服務(wù)器的資源分配 給了數(shù)臺(tái)虛擬化的服務(wù)器，閑置資源被充分的利用，提高了效率；虛擬服務(wù) 器是獨(dú)立于硬件工作的，當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)可在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)； 在可用性和安全性方面，虛擬環(huán)境下的應(yīng)用程序優(yōu)于傳

38、統(tǒng)的非虛擬化系統(tǒng)中 運(yùn)行的應(yīng)用程序，因?yàn)楣蚕硪慌_(tái)計(jì)算機(jī)物理資源的虛擬機(jī)之間是完全隔離的; 只需要較少的服務(wù)器就可以完成傳統(tǒng)技術(shù)下需要更多服務(wù)器才能完成的工 作，有效的降低了成本。正是充滿挑戰(zhàn)的商業(yè)的需求，才使得虛擬化對(duì)于今天的企業(yè)如此的重要。 虛擬化是一種變革性的技術(shù)，在虛擬化和云計(jì)算共同構(gòu)成的整體架構(gòu)中，虛 擬化有效的分離了硬件與軟件，而云計(jì)算的重點(diǎn)在于軟件所提供的服務(wù)上。 云計(jì)算必定是虛擬化的，虛擬化給云計(jì)算提供了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。2.1.2 web2.0 技術(shù)早期企業(yè)多是按照當(dāng)時(shí)需求及業(yè)務(wù)條件來(lái)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的，很少考慮到 軟件特性的規(guī)劃，以致于很多系統(tǒng)無(wú)法相互溝通和兼容，造成應(yīng)用程序的效 率低

39、下，管理人員維護(hù)負(fù)擔(dān)過(guò)重等問(wèn)題。隨著面對(duì)對(duì)象程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)分析 的發(fā)展，人們開(kāi)始重視軟件組件的問(wèn)題，軟件組件的可重用性越高，則軟件 的效率就會(huì)越高，同時(shí)也代表該軟件的價(jià)值也越高。如果要在不同組織開(kāi)發(fā) 的系統(tǒng)間交流，就要在同一個(gè)基礎(chǔ)上，否則基本上不可能，這就要求大廠商 之間開(kāi)始合作發(fā)展統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。以HTTP和架構(gòu)在其上的SOAP協(xié)議的發(fā)展為基礎(chǔ)，Web Service成為新 的系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的平臺(tái)，在通信協(xié)議統(tǒng)一的情況下，進(jìn)一步制定出許多共享 的信息計(jì)算交換標(biāo)準(zhǔn)。例如WS-I定義了數(shù)據(jù)交換以及安全性的標(biāo)準(zhǔn)，只要 是依據(jù)WS-I標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的Web Service,就能兼容于其他廠商開(kāi)發(fā)的服務(wù)或是 客戶端

40、應(yīng)用程序。Web服務(wù)支持軟件層次上異構(gòu)的服務(wù)，用戶調(diào)用的服務(wù)可以是各種語(yǔ)言 開(kāi)發(fā)的功能模塊；Web服務(wù)用戶需要調(diào)用服務(wù)提供者提供給外界的APL使 用該系統(tǒng)需要的某個(gè)特定功能；Web服務(wù)經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展和成熟，在用戶調(diào) 用和內(nèi)部資源調(diào)用接口等方面，實(shí)現(xiàn)了較好的互操作性。2.1.3網(wǎng)格計(jì)算隨著計(jì)算機(jī)的普及，越來(lái)越多的電腦處于閑置狀態(tài)，即使在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下 中央處理器的潛力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能被完全利用。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，使得連接調(diào)用所 有這些擁有限制計(jì)算資源的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為了現(xiàn)實(shí)。分布式計(jì)算是利用互聯(lián) 網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)的中央處理器的閑置處理能力來(lái)解決大型計(jì)算問(wèn)題的一種計(jì)算 科學(xué)。可以將一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題劃分為大量的更小的

41、計(jì)算片斷的問(wèn)題，服 務(wù)端負(fù)責(zé)將計(jì)算問(wèn)題分成許多小的計(jì)算部分，然后把這些部分分配給許多聯(lián) 網(wǎng)參與計(jì)算的計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行處理，最后將這些計(jì)算結(jié)果綜合起來(lái)得到最終 的結(jié)果。網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)是通過(guò)利用大量異構(gòu)計(jì)算機(jī)的未用資源(CPU 周期和磁盤存儲(chǔ))，將其作為嵌入在分布式電信基礎(chǔ)設(shè)施中的一個(gè)虛擬的計(jì)算 機(jī)集群，為解決大規(guī)模的計(jì)算問(wèn)題提供了一個(gè)模型。網(wǎng)格計(jì)算與傳統(tǒng)的計(jì)算 機(jī)集群或傳統(tǒng)的分布式計(jì)算區(qū)別在于網(wǎng)格計(jì)算的焦點(diǎn)放在支持跨管理域計(jì)算 的能力，運(yùn)用平行運(yùn)算，著重企業(yè)間或跨企業(yè)的資源充分運(yùn)用，共同解決困 難的運(yùn)算任務(wù)。網(wǎng)格是通過(guò)集中分散的資源來(lái)完成計(jì)算的，分布是網(wǎng)格最本質(zhì)的特征，

42、資源共享是集中資源的手段；網(wǎng)格計(jì)算把計(jì)算力和所有計(jì)算資源高度抽象， 其它東西相對(duì)透明；因?yàn)橛脩舻男枨笫亲兓?，所以?dòng)態(tài)性是網(wǎng)格需要考慮 的基本問(wèn)題；在大尺度上和小尺度上有相同或者類似的規(guī)律，所以具有自相 似的特點(diǎn)。網(wǎng)格計(jì)算將軟件的使用劃分為多個(gè)部分，將程序的片斷作為大的系統(tǒng)映 像傳遞給幾千個(gè)計(jì)算機(jī)中。大型系統(tǒng)鏡像以及用于操作和維護(hù)的相關(guān)硬件可 能造成很高的資本和運(yùn)營(yíng)支出。云計(jì)算是從網(wǎng)格計(jì)算演化來(lái)的，是一種基于 互聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)的計(jì)算新方式，能夠隨需應(yīng)變的提供資源。網(wǎng)格計(jì)算可以在云 中，也可能不在。網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的聯(lián)系：云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算都是可伸縮的。可伸縮性是通過(guò)獨(dú)立運(yùn)行在通過(guò)Web 服務(wù)連接的各

43、種操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序?qū)嵗呢?fù)載平衡實(shí)現(xiàn)的。隨特定時(shí) 間的用戶數(shù)量，實(shí)例的數(shù)量和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的不同系統(tǒng)存儲(chǔ)能力會(huì)做相 應(yīng)的調(diào)整。云計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算都涉及到多承租和多任務(wù)。通過(guò)大型的用戶池共享資 源來(lái)降低基礎(chǔ)設(shè)施成本，提高峰值負(fù)荷能力。為確保可用性，云計(jì)算和 網(wǎng)格計(jì)算都提供服務(wù)水平協(xié)議（SLA）o網(wǎng)格計(jì)算與云計(jì)算的區(qū)別：網(wǎng)格計(jì)算強(qiáng)調(diào)資源共享，任何人都可以作為請(qǐng)求者使用其它節(jié)點(diǎn)的資源, 任何人都需要貢獻(xiàn)一定的資源給其它節(jié)點(diǎn)。云計(jì)算強(qiáng)調(diào)專有，任何人都 可以獲取自己的專有資源，使用者不需要貢獻(xiàn)自己的資源。云計(jì)算采用機(jī)群來(lái)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)資源，調(diào)度計(jì)算任務(wù)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) 運(yùn)行。網(wǎng)格計(jì)算以計(jì)算為中心，不強(qiáng)調(diào)任務(wù)

44、所需的計(jì)算和存儲(chǔ)資源在同 一地方，即計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源可以分布在因特網(wǎng)的任何角落。網(wǎng)格計(jì)算強(qiáng)調(diào)并行的計(jì)算集中性需求，云計(jì)算強(qiáng)調(diào)事務(wù)性應(yīng)用。2. 2云計(jì)算的核心技術(shù)Google擁有全球最強(qiáng)大的搜索引擎，他的工作特點(diǎn)為數(shù)據(jù)量巨大并需要 提供實(shí)時(shí)服務(wù)，所以，要解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速處理問(wèn)題，以Google為例 介紹云計(jì)算核心技術(shù)。技術(shù)作用文件系統(tǒng)GFS提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、訪問(wèn)文件編程模型MapReduce海量信息并行處理分布式鎖服務(wù)Chubby分布式環(huán)境下并發(fā)操作的同步問(wèn)題分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表Bigtable海量數(shù)據(jù)組織管理表2.1： google云計(jì)算核心技術(shù)2.2.1分布式文件系統(tǒng)GFS作為對(duì)大量數(shù)

45、據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)的分布式文件系統(tǒng)，GFS雖然與過(guò)去的分布式 文件系統(tǒng)在性能、可靠性和可用性等方面有很多相同之處，但以運(yùn)行在廉價(jià) 的普通硬件上給大量用戶提供總體性能較高的服務(wù)為目標(biāo)，GFS有其獨(dú)特的 設(shè)計(jì)理念。GFS設(shè)計(jì)遵循以下四項(xiàng)原則：首先集群中的節(jié)點(diǎn)失效是一種常態(tài)，而不是 一種異常。因?yàn)槲募到y(tǒng)是由數(shù)量龐大的用于存儲(chǔ)的機(jī)器構(gòu)成的，機(jī)器是由 廉價(jià)的普通部件組成的，并且能夠被大量客戶機(jī)訪問(wèn)。部件的數(shù)量和質(zhì)量將 直接導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)處在失效狀態(tài)。所以需要通過(guò)軟件程序模塊監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn) 行狀況，進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)，將容錯(cuò)及自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)集成在系統(tǒng)中。其次按照傳 統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，Google系統(tǒng)中的文件都非常大。文件大小通常以

46、G字節(jié)計(jì)算，為 了對(duì)大型文件管理做到高效，小型文件管理不必優(yōu)化。GFS在設(shè)計(jì)預(yù)期和參 數(shù)，塊尺寸時(shí)都要慎重考慮。再次Google文件系統(tǒng)中的文件讀寫模式和傳統(tǒng) 的文件系統(tǒng)不同。大部分文件的更新是通過(guò)添加新數(shù)據(jù)完成的，而不是改變 原有的數(shù)據(jù)。對(duì)于巨大文件的訪問(wèn)模式，添加操作成為性能優(yōu)化和原子性保 證的焦點(diǎn)。最后文件系統(tǒng)的某些具體操作不再透明，并且需要應(yīng)用程序的協(xié) 助完成，應(yīng)用程序和文件系統(tǒng)API的協(xié)同設(shè)計(jì)提高了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。GFS集群由一個(gè)Master和多個(gè)ChunkServer組成,并可以多客戶端訪問(wèn)。Google將整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)分為三類角色：Master負(fù)責(zé)管理所有文件系統(tǒng)的元 數(shù)據(jù)，元

47、數(shù)據(jù)包括名字、空間、訪問(wèn)控制信息文件到塊的映射信息等； ChunkServer服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)塊文件；Client是應(yīng)用程序的訪問(wèn)接口，負(fù)責(zé)和 Master 和 ChunkServer 的通信。圖2.2： GFS工作流程GFS將每個(gè)文件拆分成若干個(gè)64M文件塊，每個(gè)塊由Master根據(jù)其創(chuàng)建 時(shí)間指定一個(gè)不變的全局唯一的Chunk handle,在ChunkServer服務(wù)器上保 存文件。2.2.2 并行數(shù)據(jù)處理模型MapReduce作為一個(gè)編程模型，MapReduce隱藏并行化、容錯(cuò)、數(shù)據(jù)分布、負(fù)載均衡等雜亂細(xì)節(jié)，因此非分布式專業(yè)的程序編寫人員可以不考慮集群的可靠性、可擴(kuò)展性等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)為大規(guī)

48、模的集群編寫應(yīng)用程序。MapReduce的核心思想是利用“Map （映射）”和“Reduce （化簡(jiǎn)）”來(lái)參 加運(yùn)算，為了在集群上進(jìn)行大規(guī)模的分布式數(shù)據(jù)處理，用戶只需要提供Map 函數(shù)和Reduce函數(shù)。也就是說(shuō)用戶自定義Map函數(shù)，接受一個(gè)輸入對(duì)之后， 產(chǎn)生一個(gè)中間key/value對(duì)集，通過(guò)MapReduce庫(kù)將具有相同中間keyl的中 間value聚合在一起，傳遞給Reduce函數(shù)，用戶自定義Reduce函數(shù)，接受 中間keyl和相關(guān)的一個(gè)value集。合并value以形成較小的value集。通過(guò)迭 代器將中間value提供給自定義的Reduce函數(shù)。輸入文件Nhp狀態(tài)本培有儲(chǔ)Reduc

49、ed態(tài)輸出文件圖2.3： MapReduce X作流程2.2.3 分布式鎖服務(wù)Chubby鎖服務(wù)Chubby系統(tǒng)，是基于松耦合分布式系統(tǒng)提供可靠存儲(chǔ)，具有高 可用性、高可靠性、高擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。為保證數(shù)據(jù)操作的一致性，軟件開(kāi)發(fā) 者可直接在程序中調(diào)用Chubby鎖服務(wù)。因?yàn)椴皇菑?qiáng)制性的鎖而是建議性的鎖，因而具有更大的靈活性。本質(zhì)上Chubby系統(tǒng)是一個(gè)存儲(chǔ)大量小文件的分布式的文件系統(tǒng)，每個(gè) 小文件保存應(yīng)用層面的小規(guī)模數(shù)據(jù)，通過(guò)打開(kāi)，關(guān)閉和讀取文件用戶可獲取 共享鎖或獨(dú)占鎖。2.2.4 分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表Bigtable作為一個(gè)分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，Bigtable處理海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng) 態(tài)控制數(shù)

50、據(jù)的分布和格式。Bigtable包括行、列、時(shí)間戳三元素：對(duì)于行來(lái) 說(shuō)，行關(guān)鍵字可以是任意字符串，表中的每個(gè)行可以動(dòng)態(tài)分區(qū)(Tablet), Tablet 是數(shù)據(jù)分布和負(fù)載均衡調(diào)整的最小單位；對(duì)于列來(lái)說(shuō)，列關(guān)鍵字組成的集合 叫做“列族”，是訪問(wèn)控制的基本單位，通常存放在同一列族下的所有數(shù)據(jù)屬 于同一類型；對(duì)于時(shí)間戳來(lái)說(shuō)，時(shí)間戳用來(lái)索引同一份數(shù)據(jù)的不同版本，時(shí) 間戳的類型是64位整型。第3章 高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)設(shè)計(jì)1高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)需求調(diào)查正是信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入了知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，同樣，創(chuàng)造 性，開(kāi)放性，多樣性也成為了知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代中教育的特點(diǎn)。以計(jì)算機(jī)和通信 技術(shù)的快速發(fā)展為基礎(chǔ)，以

51、多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持，網(wǎng)絡(luò)教育已顯示出其 強(qiáng)大的生命力。作為部分工科專業(yè)和數(shù)學(xué)專業(yè)的必修課之一，高等數(shù)學(xué)以實(shí)數(shù)理論為 基礎(chǔ)，主要內(nèi)容是微積分學(xué)。本文旨在建造一個(gè)高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上交流、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上評(píng)估等功能的服務(wù)，旨在讓學(xué)習(xí) 者擺脫時(shí)間及空間的局限性，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。為設(shè)計(jì)出更符合學(xué)習(xí)者要求的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，針對(duì)吉林大學(xué)部分學(xué)生展 開(kāi)問(wèn)卷調(diào)查，通過(guò)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，學(xué)習(xí)者更傾向于自主性學(xué)習(xí)，所以創(chuàng) 造一個(gè)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境有利于學(xué)習(xí)者的自 主學(xué)習(xí)。3. 2高等數(shù)學(xué)課程特點(diǎn)定理：在自變量的同一變化過(guò)程中，如果/（尤）為無(wú)窮大，則工為無(wú)窮小； /反

52、之，如果/（尤）為無(wú)窮小，且/（尤）主o,則為無(wú)窮大。/證明：設(shè) lim/（jr） = oo.尤Toon0.根據(jù)無(wú)窮大的定義，對(duì)于35 0 ,當(dāng)0 v|尤-尤o| v（5時(shí)，有8|/（x）|J/=-81/所以工為當(dāng)尤T*。時(shí)的無(wú)窮小。/反之，設(shè) lim/M) = O,且 /(x) 0 -VJ/0,根據(jù)無(wú)窮小的定義，對(duì)于8= ,脂0,當(dāng)0|尤-光。|對(duì)時(shí)，有 M|加七由于當(dāng)0 |尤-對(duì)第三步*棵存在百會(huì)服務(wù)器發(fā)送到數(shù)學(xué)分折月艮務(wù)器保存文檔圖4.4：調(diào)用百會(huì)產(chǎn)品流程圖準(zhǔn)備工作為了在高等數(shù)學(xué)教學(xué)平臺(tái)上調(diào)用百會(huì)云計(jì)算產(chǎn)品，首先需要用于跟 蹤使用情況的API Key和用于驗(yàn)證用戶特定百會(huì)服務(wù)的Ticke

53、t IDO通過(guò)訪問(wèn) http： /apikey.htm 網(wǎng)址進(jìn)行注冊(cè), 百會(huì)會(huì)發(fā)送 API Key到用戶注冊(cè)指定的郵箱。通過(guò)如下安全鏈接發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求，來(lái)獲取Ticket ID oZlogin?servicename=ZohoWriter/ZohoSheet/ZohoShow&FROM_AGENT=tru e&LOGIN_ID=Baihui ID/Email ID &PASSWORD=Password向百會(huì)云計(jì)算平臺(tái)傳遞的數(shù)據(jù)為： HYPERLINK /login?servicename=ZohoWriter&FROM_AGENT=true&LO /login?servicename=ZohoW

54、riter&FROM_AGENT=true&LOGIN_ID=youyouran2002&PASSWORD=skipbeat百會(huì)云計(jì)算平臺(tái)返回如下數(shù)據(jù)：# #Mon Feb 25 09:25:42 CST 2011 GETUSERNAME=null WARNING=nullPASS_EXPIRY=-1TICKET=6794e06ad427839d8cd4cb25f9550d1fRESULT=TRUE技術(shù)實(shí)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)第一步，調(diào)用百會(huì)寫寫產(chǎn)品，首先需要向百會(huì)云計(jì)算平臺(tái)提交表 單，提交的內(nèi)容包括傳輸方法、處理方式、編碼方式等信息。百會(huì)云計(jì)算平臺(tái)處理高等數(shù)學(xué)教學(xué)平臺(tái)提交的表單后，我們可以直 接打開(kāi)百會(huì)寫

55、寫產(chǎn)品。高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)用云應(yīng)用略f4yn也件獸杵咨上株時(shí)時(shí)ttA ft肆*堀力商做的理ft悖河皿3119not偉整虹揖:障HttWJIS點(diǎn)KHH25lTIVLT*M1I-D3-Htloom 01Hr至，掌狷，崩降2011.03-19ITMOJOTEWX度費(fèi)笛帆，用障作收曾HM1I-01-I?bnK?CK宅蜩VI：JH除孕生說(shuō)麟QQ 始 14K 廿 tt* rK.K n14JfiOtfft粘型圜尊阿目曾息小00 皿 132DthD3-tO圖4.5：功能示意圖這樣，我們就可以在高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程中用百會(huì)寫寫打開(kāi)文件，利 用百會(huì)寫寫強(qiáng)大的功能編輯資源。臼 3， *R X KML , iHlVfl

56、ftjtwtt.1 *、虹* 麗，-i 1；- B f U M N41 * 掣匚-， - I3,函數(shù)極限的判定c韋浙棘由關(guān)于1如顧電*斥舅希跖對(duì)麟狂一點(diǎn)敏&：網(wǎng)障多尋討曠，并干苒它食與船樣融目做哼用格可。晃企，武冊(cè)k*s-3,i與敗州糧糧的天景TEr-ziifl-n Ha定m E珂昔tarF勺點(diǎn)帛咽隋亡nmsp岳-寶U 1.1囚由和11 I 4 1.1 空心塑攜史百定: 叫fan身.1 .座1臥； *初丁括11壓間H.F I El J, T Il H - L.X 1再二/氏| -4-M部葉任舛L 所在恃鼻與。一旦I，閔-ft VT祓百;r. t. - s* SEWS5 . xi.故當(dāng)，vBT.

57、 W干是.m此里有甲陽(yáng)丑吉饕曲/”“.，山由臥I?由哉T.霍什易存在用的物，由V噸 上，作神恥卜1*1心頃心4皿M. fffl-4 X _ N t 手 |AtJ*-m電殺/ “俱足 11 4 E * nfl I, r - 1.Z | ,恒E nsi r JTq fc/i%-財(cái) K?4il：i5fJl4. *i訕口It日響，13+frJltf ffi . |t； :in rJ.帽& 削f ,=四白t.-圖4.6：高等數(shù)學(xué)系統(tǒng)編輯界面部分代碼如下所示： HYPERLINK /remotedoc.im?apikey=7blc9 /remotedoc.im?apikey=7blc9 al7f876d5

58、3156dl8e21a4cce731&output=editorl method=11 post11 enctype=multipart/form-data11 name=,formH target=,_self,File:a type=hiddenl value=mydocument.docl/saveurl type=11 hiddenvalue= HYPERLINK /docs/save.php11 /docs/save.php11 /idl type=hidden11 value=6 /hidden value=ldocl /submit value=lEditlclass=divbu

59、tton /4.4高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課堂功能展示本文以2011級(jí)數(shù)學(xué)學(xué)院信息計(jì)算與科學(xué)系二班的學(xué)生為研究對(duì)象，共計(jì)59人，具體實(shí)現(xiàn)高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式。首先，學(xué)生可注冊(cè)成為高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課堂的用戶。高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課堂登孑函酣蛔硝亶酬號(hào)圖4.7：高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)課堂用戶登陸界面注冊(cè)成功后，進(jìn)行學(xué)習(xí)小組的構(gòu)建，該班共計(jì)59人，分成5個(gè)小組，每 組11至13人不等，設(shè)置小組組長(zhǎng)。教師根據(jù)分組布置學(xué)習(xí)任務(wù)，通知小組 學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)；每小組內(nèi)學(xué)生可自由交流，解決疑難問(wèn)題，在時(shí)限內(nèi)完 成教學(xué)任務(wù)，總結(jié)未解難題統(tǒng)一時(shí)間與教師交流解決。教師負(fù)責(zé)添加新的作業(yè)，設(shè)置開(kāi)放時(shí)間，使用時(shí)間，截止時(shí)間。小組組 長(zhǎng)負(fù)責(zé)提交學(xué)習(xí)成

60、果，成員作業(yè)給教師；教師審查學(xué)習(xí)成果，將成績(jī)或評(píng)語(yǔ) 追加到作業(yè)末尾，將意見(jiàn)反饋給小組組長(zhǎng)，組長(zhǎng)與成員修改學(xué)習(xí)結(jié)果，提交 學(xué)習(xí)記錄。個(gè)人株戶注珊信息所有組鮑清個(gè)人信息修詼密磚新翩公吉通知分類弟名蔽S3操作課歿里1協(xié)作旭d11快樂(lè)一家垛程目錄 我的煤堂 已學(xué)課程2協(xié)作旭B13散學(xué)苗號(hào)濰清編輯.刪除理 敦學(xué)譚件 程的煤伴3協(xié) ftdcU敢飛演誡請(qǐng)醐刪除高等數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖4.8：網(wǎng)絡(luò)課堂協(xié)作小組個(gè)人釁注冊(cè)信息課程目錄I我的課堂I已學(xué)課堂個(gè)人信息我解修改密碼里 網(wǎng)站動(dòng)態(tài) 公告通知里課程目錄 我的課堂 已學(xué)課程里教學(xué)課件 我的課件里作業(yè)管理 學(xué)生論壇里下載管理圖4.9：網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)習(xí)界面登陸后，學(xué)生可以自由