时间：2023-07-13 17:23:02
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇云计算核心技术剖析，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
作者简介：杨润芝（1981—），女，黑龙江哈尔滨人，工程师，硕士，研究方向：云计算、计算机在气象领域的应用（E-mai
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[2]沈文海. 从云计算看气象部门未来的信息化趋势[J].气象科技进展，2012，（2）：49-56.
[3]李军华. 云计算及若干数据挖掘算法的MapReduce化研究[J]. 电子科技大学，2010.5：19-32.
[4]万至臻. 基于MapReduce模型的并行计算平台的设计与实现[J]. 浙江大学，2008，（5）：17-21.
[5]朱珠. 基于Hadoop的海量数据处理模型研究和应用[J].北京邮电大学，2008，（1）：7-20.
[6]刘娜.基于MapReduce的数据挖掘算法在全国人口系统中的应用[J].首都经济贸易大学，2011，（3）：20-43.
[7]周敏奇，王晓玲，金澈清，等. Hadoop权威指南（第2版）[M].北京：清华大学出版社：213-224.
[8]吴朱华. 云计算核心技术剖析[M].北京：人民邮电出版社. 2011.5：16-44.
顶层设计在智能电视产业遇到的“长链条”困难
近些年，学者们对智能电视的研究不断深入。刘国信（2013）分析了2013年智能电视发展趋势。②乔维、薛楠（2012）分析了智能电视的技术特点与发展现状，介绍了智能电视产业发展现状，探讨提出了未来智能电视产业的发展趋势。③金晶（2012）通过统计国内外主要智能电视制造商的有关电视操作系统专利申请数量及其增长趋势，分析了智能电视操作系统的研发趋势和战略布局，并通过统计中国主要智能电视研发企业申请的有关电视操作系统的专利，分析中国智能电视行业未来的发展趋势。④郭丽君（2011）认为，智能电视应该具有四个特征：一是应用程序商店可以实现电视功能的可扩展；二是自然的人际交互方式，如语音、触摸和手势等；三是创新的用户界面和体验；四是有计算和存储能力的控制芯片，有强大的网络服务功能和互动功能。⑤促进我国智能电视的发展，需要从各个方面进行研究，为国家政策设计提供理论指导。如果能对智能电视产业进行“长链条”的理论研究，则更有现实意义。
2013年8月，国务院《关于促进信息消费扩大内需的若干意见》（国发〔2013〕32号）明确指出，要支持发展智能电视，促进终端与服务一体化发展。落实这一文件，将智能电视打造成为一个内容和服务聚合平台，需要我们通盘进行考虑。从“长链条”的角度来看，智能电视产业链包括上游电视内容和应用软件提供商，中游电视平台运营商和下游终端、配套硬件生产厂商等。智能电视产业所处的发展环境已不是一个简单的产业链，而是一个复杂多变的政治和经济生态系统。从智能电视的芯片设计到电视受众的信息消费，应考虑众多因素和环节：党的方针政策、国家政策、产业、企业、技术、标准、工艺、产品（服务）、消费者（受众）。但在智能电视产业的政策设计实践中，很难同时全面且充分地考虑上述各个方面。因此，综合性制度安排即使出台了，也很难落地。因为目前我国电视产业没有实现全产业链的一体化，电视内容供应、电视节目传输、终端硬件（电视机）制造等的主体不同，还没有完整的产业数据链及定量分析为国家规划和产业政策提供全面有力的支撑。
大数据助推智能电视产业发展实现消费需求牵引
我国智能电视产业有两大任务，一是促进经济发展，二是增加社会福利。消费者（受众）需求满足程度是智能电视社会福利的重要方面。因此，智能电视产业要解决的核心问题有两个：一是如何及时发现甚至准确预测消费需求；二是如何将更多的产业利润留在国内。纵观我国电视业，无论是购买电视机的消费者，还是观看电视节目的受众，他们的消费需求都很难被及时发现甚至准确预测。从黑白电视到彩色电视、从模拟电视到数字电视、从2D电视到3D电视、智能电视和智能云电视，我国电视业迅速发展。电视厂商推出的各种称谓繁多，2009年倡导网络电视，2010年推广3D电视，2011年主打云电视，消费者的感觉是几乎每年一个新概念，出现新概念创造需求，形成“生产创造需求”古典经济模式，而不是依靠消费需求，驱动产品生产和电视节目制作。从受众的消费角度来分析，观看电视节目是一种被动的事情。电视台努力追求的“收视率”也颇受争议。受操作程序、统计方法和样本数据等因素影响，收视率是否真实地反应了广大受众的消费需求，还有待讨论。
大数据为及时发现甚至准确预测消费需求提供了新途径。大数据时代已经到来，并引起了传媒经济学和产业经济学界的高度关注。于薇（2012）从“大数据”的概念入手，对其特征进行梳理总结，对“大数据”处理的核心技术进行分析。⑥2012年9月举行的第二届“新媒体与社会发展”全球论坛就“大数据对社会的影响”“互联网对传统媒体的影响”“大数据时代带来的机遇与挑战”以及“互联网空间改变了什么”等主题展开研讨，论述了大数据对社会生活的影响及其带来的机遇与挑战。⑦官建文、刘扬和刘振兴（2013）指出，数据将成为新闻的“富矿”与核心资源。新闻传媒业作为信息传播的前沿行业，它所面临的冲击和挑战是显而易见的。⑧喻国明、何睿（2013）梳理了大数据时代传媒经济研究框架及工具的演化，认为演化经济学、制度经济学、计算机和通信技术等视角和方法的引入，更加凸显了传媒经济学“跨学科”和“融合”的特征。⑨这些研究成果对促进智能电视产业的发展很有帮助，但还无法充分满足智能电视产业政策设计的需求，有待基于相关的大量数据，进行数据挖掘，从大量统计数据中寻找智能电视产业的内在规律。数据挖掘最大的特色是，进行自动推理，寻找数据本身自己的特点。目前大数据应用相对较为成熟的领域，有电子商务、通信、金融服务等行业领域。要借鉴相关经验，应用关联分析、聚类分析、分类分析、异常分析、特异群组分析和演变分析等方法，进行大规模的精准化的智能电视领域消费者行为研究，通过对消费偏好、消费需求等挖掘分析，来支撑智能电视业的科学决策，减少风险并最大化受益。
应用数据挖掘方法剖析智能电视产业的利润模式
中国电视产业“大而不强”的问题一直困扰大家。用来反映我国电视产业成绩的数据，主要是产业规模和广告收入等指标。这些数据可以在一定程度上反映电视业的规模扩张速度、产业价值创造活动的强弱，但无法证明中国从中获得了合理的产业利润。解决这些问题需要有新思路和新方法。产业利润低是容易看见的问题，而深层次的原因是，我国标准化工作起步较晚，整体水平较低。在标准、专利和认证等西方国家主导的制度控制下，我国电视产业的利润一直大量外流。但是，到底外流了多少，目前还没有确切的说法。理论界对这个问题一直无法回答，因为我们对一些关键问题还没有破题。比如，标准与经济的关系、标准在经济发展中的作用，是经济学研究中还没有完全解开的“谜”。现代经济的关键要素是核心技术和标准。没有掌握关键的生产要素，也就没有财富分配话语权，“租用”别人的核心技术和标准，辛辛苦苦地制造产品，创造产业利润的大头，只好被别人拿走。
解释“中国电视产业利润外流多少才合理”的问题，需要我们顺应大数据时代的要求，应用数据挖掘方法，进行深入剖析。其主要步骤：理解数据和数据的来源，获取相关知识与技术，整合与检查数据，去除错误或不一致的数据，建立模型和假设，实际数据挖掘工作，测试和验证挖掘结果，解释和应用等。我们要在获取充足数据的基础上，先利用数据本身确定智能电视标准对经济效益影响的指标，建立合适的模型，再结合专家经验法，对指标和模型进行改进，利用建立的模型，对实际数据进行分析，针对得出来的结论进行解释。
绿色数据中心支撑智能电视信息消费可持续发展
融合发展是智能电视产业的显著特色，IT企业和传统电视企业纷纷进军智能电视。这方面的理论研究和新闻报道已经很多了。山林在《互联网公司“围攻”智能电视》（2013）中指出，越来越多的互联网公司瞄准了前景巨大的电视机市场，通过推出互联网电视机顶盒和智能电视来抢食千亿级的大市场。⑩阿里巴巴与华数传媒合作阿里盒子，继小米、乐视、PPTV之后杀入互联网机顶盒市场，抢占“第四屏”。苹果、联想、微软、谷歌等IT巨头都进入了智能电视市场。其他参与竞争者还包括零部件制造商、软件商、运营商、中间商等。罗清启（2010）认为，智能电视的兴起彻底颠覆了原有的产业竞争要素，产业游戏规则正在被改写，操作软件、核心芯片等软性因素正成为决定企业产业地位的关键要素。{11}
智能电视具有富媒体、强交互、超清晰、高能效和终端兼容等特点，未来智能电视竞争除了核心芯片、基础软件、内容、显示屏等主导因素之外，还有一个极其重要的方面尚未引起人们的充分关注，那就是数据中心。2006年，天津网通、世纪互联数据中心有限公司在天津成立国内首家新媒体应用数据中心。傅伟、关亚东（2012）认为，云计算数据中心是最新的第三代数据中心，可以有效满足传媒集团的发展需求。徐成达在《数据中心三大应用架构满足富媒体增长需求》（2011）中认为，单一规模或架构已不能满足数据中心所有的业务需求，只有清晰掌握数据中心的任务和关键要求，网络架构师才能优化其设计，交付最佳性能。迄今为止，从绿色数据中心的视角讨论智能电视产业和信息消费的文献还较少。丁蔚（2012）认为，到2015年，全国的数据中心可能将消耗掉三峡电站1年的发电量。{12}吴延鹏（2013）指出，我国有近54万个数据中心在运营，并以每年18%的增长率高速增长。只有绿色数据中心，才能支撑智能电视信息消费可持续发展。《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》指出，要统筹互联网数据中心（IDC）等云计算基础设施布局；要加快落实民间资本经营数据中心业务相关政策，简化数据中心牌照发放审批程序。然而，国家政策要落实，需要相应的技术标准进行支撑和引导。我国目前数据中心节能降耗工作缺乏指导性的标准，缺乏科学的能耗测量方法，特别是对非结构化数据占主要比例的智能电视数据中心，其扩张速度会非常迅速，能效对成本的影响很大。智能电视数据中心的可持续性发展问题，会是影响智能电视行业洗牌结果的重要因素。
构建标准化全业务链全生命周期多元化投入机制
智能电视产业链长、市场大，转型升级的示范意义大，应形成标准化与产业化协同发展的局面。我国智能电视标准化工作取得了突出成绩，2012年5月，国际电工委员会音频视频及多媒体系统与设备委员会（IEC/TC100）2012年战略咨询组（AGS）会议，指定我国标准化专家为智能电视国际标准项目负责人以及3D技术国际标准工作组的联合组长，为我国智能电视产业实现与发达国家在标准化领域同步发展奠定了基础。但整体而言，我国国内国际标准化水平较低，严重影响了产业的发展。造成这一问题的重要原因是，还没有形成标准化全业务链和全生命周期的多元化投入机制。要通过财政资金的前期引导和后期奖励等多种方式，构建公共财政、开发性金融、商业金融、社会资本等多元化投入机制。着力支持重大关键技术标准研发、综合标准化工程、国际标准化合作、标准化基地建设等。国家和地方设立战略性新兴产业标准化发展专项资金，支持关键共性标准的研制；在国家科技项目中，加大标准研制的经费投入。充分发挥开发性金融的政策职能，支持与国家发展战略密切相关的重大关键标准及其核心技术研发；发挥金融“窗口”指导功能，引导国有商业银行支持产业化前景好的重要标准的应用推广；探索标准制定、修订经费来源的多渠道融资模式，扩大资金投入规模，充分运用市场机制，带动社会资金投向智能电视产业标准制定、修订工作，引导企业参与战略性新兴产业标准化工作，大力支持龙头企业实质性参与国际标准化活动；鼓励社会资本参与标准试验验证、认证、培训、标准发行、数字化宣传等业务。
（作者单位：中央财经大学 中国电子技术标准化研究院）
栏目责编：邵满春
注释：①申其辉：《传媒经济研究的未来发展模式：长链条+大视野》，《声屏世界》，2009（2）。
②刘国信：《2013年智能电视发展趋势》，《农村电工》，2013（5）。
③乔 维，薛 楠：《智能电视产业发展现状及趋势研究》，《电视技术》2012（S1）。
④金 晶：《由专利申请分析智能电视操作系统的研发趋势》，《电视技术》，2012（2）。
⑤郭丽君：《平板电视：智能炒作只为钱》，《光明日报》，2011/06/28。
⑥于 薇：《“大数据”背景下的信息处理技术分析与研究》，《数字图书馆论坛》，2012（11）。
⑦王 平，何筱媛：《大数据时代的机遇与挑战——第二届“新媒体与社会发展”全球论坛暨中英“新媒体与社会发展”双边对话综述》，《新闻记者》，2013（3）。
⑧官建文，刘 扬，刘振兴：《大数据时代对于传媒业意味着什么？》，《新闻战线》，2013（2）。
⑨喻国明，何 睿：《大数据时代传媒经济研究框架及工具的演化——2012年我国传媒经济研究文献综述》，《国际新闻界》，2013（1）。
⑩山 林：《互联网公司“围攻”智能电视》，《中华工商时报》，2013/07/26/第B03版。
二、知能构建
三、图表剖析
1.“3S”技术的核心功能
GPS：定位和导航――“在哪里”。全球定位系统广泛应用于军用、民用两领域，无论在哪一领域，其考查的功能都是确定某地的纬度、经度、高度、速度、航向、时间等信息，充分体现了GPS的两大核心功能――定位和导航，简单理解为GPS负责“找”位置，解决“在哪里”的问题。
RS：信息收集――“是什么、有什么”。遥感是人视力的延伸，它侧重于收集信息，通过传感器接收地物辐射或反射的电磁波来获得信息，并经过简单处理后获得资料，如胶片、卫星云图等，其本质是“看”的过程，解决“是什么、有什么”的问题。
GIS：分析计算――“为什么、 怎么样、 如何办”。地理信息系统本身主要表现在对地理信息的处理上，主要功能有数据采集、数据更新、数据存储、数据分析、数据输出等，能解决的主要问题包括地理空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析、模拟结果（如利用数据模拟预测区域范围、危害程度，给受灾人员、财产的安全有效转移提供依据）。地理信息系统（GIS）是在一定数据源的基础上进行分析、对比、计算，得出有益于人类生产生活的结论。GIS如人脑，侧重于“分析、计算”，相当于人的“想、算”活动，解决为什么、怎么样、如何办的问题。例如，将遥感获得的卫星云图与地面上实际测到的气温、湿度、风向等信息经过计算、分析、处理，得出天气情况的预测是GIS技术的应用。
2.“3S”技术的联系与区别
（1）“3S”技术的联系。“3S”技术既独立发展又相互促进。RS用于提供大量实时、动态的地理信息；GPS用于空间快速定位，为遥感数据提供空间坐标，并对遥感数据进行校正和检验；GIS不能直接获取信息，信息获取依靠GPS和RS，用于对空间数据进行存贮、管理、查询、分析和可视化，将大量抽象的统计数据变成直观的专题图和统计报表等。例如，“某山区森林火灾发生后，扑救工作动用了卫星监测定位，并运用计算机软件对火势情况进行了分析和预报”这一事件中，使用卫星监测是RS技术的应用，卫星定位则是GPS技术的应用，计算机处理预报信息则是GIS技术的应用。
（2）“3S”技术的区别（如表2）。
3.“3S”技术与数字地球
RS、GIS、GPS的结合，实际上是将空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，实现对空间信息的采集、处理、管理、分析。“3S”技术具有获取信息的实时性、准确性、便捷性、综合性等特点，为各种应用提供科学的决策咨询，以解决用户可能提出的各种复杂问题。数字地球的核心技术已从各自独立发展进入相互融合、共同发展的阶段，如图3所示“3S”技术与数字地球的关系。
四、技巧点拨
“3S”图像往往作为考查的载体，主要考查“3S”技术的应用。在遥感图像中，主要是遥感影像图及根据遥感影像绘制的图形；GIS图像主要是根据GIS的图层叠加原理，展示不同的图层；GPS多以材料为背景，图像呈现不多，一般仅通过手持机界面图或工作流程图来考查，但与RS及GIS的综合应用所得的图像也是较为常见的呈现方式。这类图像在判读时，一定要利用题干和图中的信息，结合“3S”技术各自的特点和功能，准确判断出所属的图像类型，再进一步分析其基础应用或原理。
1.遥感图像的判读
（1）一般地物遥感影像的简易判读标志。遥感影像图的考查主要从形状特征或借助色调的深浅进行判读。一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林业用地等的简易判读标志（如表3）。
（2）遥感影像图的判读方法。①读图名，知主题。首先，明确遥感影像图片的主题内容，这是进行准确判读的前提。如图4“格陵兰岛冰原面积变化遥感图”中需判读出格陵兰岛冰原面积的变化特征。②明色调，辨地物。其次，了解掌握遥感影像图片的基本解译标志，从而了解影像图片中各种地物的差别及特征，包括形状、大小、色调、图案、位置和布局等。如图4中可根据色调和形状进行判读，依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分，依据形状的变化可推测冰原面积的变化趋势。③看变化，找原因。最后，对主题判读地物进行分析、推理，得到结论。如对上图中两幅图的对比，可以发现格陵兰岛的冰原面积明显减少，说明是全球气候变暖导致的，其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定影响。
2.GIS图层叠加示意图的判读
①明确GIS图层叠加示意图由哪些专题地图组成（如图5）。由于这些专题地图是由许多具有空间属性的数据在计算机中生成，所以它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。②明确不同专题地图反映的地理事物之间的空间联系。如在地形图中可以找到等高线较密集且数值较大的地方为山地，而山地往往是河流的发源地或者上游，等高线较稀疏且数值较小的地方为平原，往往是河流的中下游，该地区在土壤分布图上则常常表现为土层深厚肥沃，在居民区分布图上表现为聚落或者城市密集的特点。③明确图层叠加之后会形成一个新地图。新地图可以反映多个地理要素分布特征，解题时综合各要素进行人类生产、生活场所的选址分析，如表4所示。
五、典题精练
阅读材料，回答问题。
材料1：咸海面积变化图（如图6）。
材料2：中亚农业区域分布图（如图7）。
（1）写出获取咸海图像信息的最主要的地理信息技术名称，列举该技术2种或以上的应用实例。
（2）描述1989―2009年咸海面积发生变化特点，并结合中亚农业区域分布图简要分析其变化成因。
（3）结合图6，推断1989―2009年湖水盐度变化特点，比较湖床（底）东西部海拔的高低。
（4）近年来咸海一带空中盐粒飞舞，被称为“白风暴”，结合材料分析“白风暴”中可能盐粒的来源。
解析：考查遥感技术的核心功能及应用，从咸海的遥感影像图中明显看出其面积不断缩小，且东部湖床先于西部干涸，结合全球气候变暖和人为引水灌溉两个因素分析其面积变小的原因。咸海面积缩小，意味着入湖水量减小，蒸发加剧，故湖水盐度逐渐增大；湖床东西部干涸速度的不同，反映了湖床地势高低的不同。从咸海面积变化的遥感影像图看出，湖床部分显示为白色，再结合题干分析白色部分为盐粒，说明湖床部分提供一部分盐分，另一部分盐分则是湖泊上游地区因大面积开垦和不合理灌溉导致的土地盐碱化使盐分在地表积累。
关键词：云计算；计算机；实训室
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-01
一、引言
云计算（英语：Cloud Computing），是一种基于互联网的计算方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备，主要是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。随着云计算技术的应用不断发展，将云计算运用到实践教学环节所面临的新问题，以私有云计算框架为基础，可以通过搭建硬件基础设施、软件服务平台，服务于实践教学工作已成为高职院校计算机实训室建设的新方向。为了使实训资源利用率最大化，提升实训室教学管理水平，保证人才技能培养质量，引入新技术进行实训教学已经成为高职院校努力实践的“教学做”一体化教学模式，然而大部分高职院校面临有限资金来源，软件资源匮乏，硬件设备不断老化，对新技术提高实训教学环节的发展起到了制约作用。云计算技术的应用为这些问题的解决带来了新的技术机遇，在硬、软件条件上为实验教学提供了新的模式和思路。
二、目前高职院校计算机实训室的现状
（一）硬件设施建设存在的问题
1.投入不均衡
受资金制约在购置硬件设备时不能满足各个系部的教学需求，出现实训室硬件、软件资金配比不均衡现象。
2.使用频率失衡
普遍计算机实训室采用独立资源的个人台式机模式，有限的资源共享，配置较低的机房使用率较低，配置高的新机型长期处于超负荷使用状态，会造成计算机硬件不同程度的损伤。
3.成本高
实验设备更新换代比较快，购置新设备需要投入大量的资金，实训室基础设施建设投入的成本太高，从而延缓了基础设施建设的进程。
（二）软件设施建设存在的问题
1.信息资源安全受到威胁
由于学生携带的便携式存储设备连接实训室计算机，造成计算机病毒的传播，严重影响到机器的正常使用，增加了机房管理员的工作量，会带来不可估量的影响。
2.实训结果数据很难长久保存
学生在实训室上机进行程序开发、调试产生大量的实验结果数据，由于实训室统一安装还原卡，无法正常保存程序、数据结果。采用另一种途径，将数据结果通过ftp软件上传至机房的服务器进行存储，长期不断激增的实验数据大量占用服务器资源，带来管理不便，受存储容量、时效限制。
三、云计算技术在计算机实训室的前景
1.有效降低软硬件成本
2.海量存储实训相关数据
3.提高实训室信息安全性
4.更少的维护
5.更强的计算机能力
6.更强的兼容性
四、采用私有云计算基础架构建设实训室
引入基于HyperV的服务器虚拟化来搭建私有云基础架构。HyperV是内建于Windows Server 2008的一种虚拟化角色或功能，能够在单一硬件服务器上，建立多个虚拟主机，让这些虚拟主机共享更多硬件上的资源，能同时独立运作各自的操作系统，并在上面执行需要的应用程序或服务。针对服务器数量需求大，单台服务器利用率低的情况，可引入基于Virtual Server的服务器虚拟化平台，用虚拟化技术实现服务器整合，具有节省空间，降低能耗，便于管理等诸多优势。
虚拟化技术是云计算的基础，在私有云解决方案中，可选用数据库服务平台SQL Server 2008以及Windows Server 2008 R2/HyperV（虚拟化技术）/IIS组进行有机地融合，构建出云计算服务平台。以HyperV服务器虚拟化技术构建底层虚拟化平台，结合System Center Virtual Machine Manager（简称SCVMM）虚拟机管理套件将现有的硬件服务器资源统一整合成为资源池，进行集中管理与调配。通过System Center实现了对整个私有云平台和动态数据中心的基础架构、应用的管理。在该管理架构下的各类计算资源可得到充分的整合与利用，各类计算资源根据需求动态地、智能地、自动化地分配到各个应用中，保证了各个应用的顺畅运行，使得整个监管系统在任何时间都可以提供给用户一个切实可查的信息。具有稳定性、易用性、安全性、高度扩展性的微软私有云架构，能够提高性能而不会成为扩展的瓶颈。
五、实训室运行后存在的问题
（一）网络问题
高职院校实训室利用现有的局域网资源，网络带宽的局限性制约成为了云计算的实施的主要障碍。
（二）机房室内环境不达标
夏季：温度23+2℃，相对湿度50%；冬季：温度20+2℃，相对湿度50%
为了达到机房环境指标，需要投入大量设备控制室温恒定不变。
（三）安全问题
未来如果高职院校的数据发展到高度集中的在计算云或数据中心中，如何信赖服务提供商，确保相关公司不泄露隐私数据，必须要考虑信息的安全问题。
六、结束语
云计算为信息技术行业带来了前所未有的机遇，云计算愿景令人瞩目。高职院校计算机实验室建设必将直面云计算技术发展的大潮，如何紧跟高新技术的发展潮流，根据学校实际灵活应用云计算技术，是摆在高职院校计算机实验室管理工作者面前的新挑战和新机遇。
参考文献：
[1]吴朱华.云计算核心技术剖析[M].北京：人民邮电出版社，2011.
关键词：云计算；私有云；高校机房；虚拟化桌面
中图分类号：TP308
高校机房的建设采用云计算技术对硬件资源和基础软件统一管理、统一分配、统一部署、统一监控和统一备份，这将打破现有机房“封闭运行，相对独立”的建设模式，实现各类计算资源动态调整、自动故障切换和应用系统快速部署，简化管理、大大降低管理成本、减少基础设施资源浪费，节省系统建设和运行维护经费，大大提高教师对每位学生学习能力和完成教学计划情况的掌控。
1 研究的意义
目前，高校机房建设中成本主要来源于软硬件的购置、日常维护及设备更新等，如果将这些建立在云计算和服务的基础之上，将大大减少资金投入。其一，整个网络建设的基础平台将是云服务提供商提供的跨平台、运算能力强大、资源丰富的统一的通用信息平台，无需购买本地服务器，仅需投入少数管理终端及云接入设备即可；其二，所有的服务提供均由云端提供，无需为保证高校机房机器运行的可靠性、保证存储在高校机房中的数据资源的安全以及避免因网络访问异常导致服务器瘫痪而对网络服务器响应及接入数量等进行限制，因此原来维护、升级等工作几乎降至最低，管理成本也相应可以大大降低。
高校机房建立在云计算的基础之上，将繁重的网络信息平台建设、服务器的配备、信息资源的存储与管理等工作交给云服务提供商，那么现有分散的、自成一体和本地化的网络信息平台将转变成为一个与具体网络运行环境、网络服务器系统、网络操作系统无关的强大而统一的通用信息平台，该平台拥有着极其强大的计算功能和海量的网络资源。另外，云能为机房提供所需的基础设施和软件环境，帮助高校摆脱资金不足、技术人员匮乏等各种困扰。
2 研究的目标
从安全策略、安全域、安全系统、安全管理多个层次，多个角度，构建标准化桌面应用系统，实现：
（1）系统部署维护方便，管理轻松；
（2）对使用人员进行有效的身份验证和权限管理；
（3）桌面系统安全性增强：有效防止病毒、木马入侵破坏；有效避免系统宕机故障，实现系统数据自动切换至活动服务器；
（4）高可用器集群安全管理，有效的双机热备、负载均衡、数据同步；
（5）各类数据实现集中存储，避免数据的单点风险，实现数据集中安全规范；
（6）有效管理移动存储设备，防止非法的移动存储设备的接入。
3 研究的内容
3.1 系统建设的要求
针对当前高校机房终端桌面分布特点，“网络桌面管理系统（network Desktop management system，NDMS）”的设计要满足以下要求：
（1）部署多台服务器，一主N（N≥1）副冗余结构，包含整个NDMS客户端和其使用的桌面镜像；
（2）在每个机房单独在本地部署一台服务器，只包含本机房的DMS客户端和其使用的桌面镜像；
（3）各机房的NDMS工作站首先选择从本地NDMS服务器启动，当本地服务器故障时，自动切换整个机房控制中心的NDMS服务器启动；
（4）无本地服务器的NDMS工作站选择从机房控制中心服务器启动；
（5）桌面镜像更新在机房控制中心完成，各机房有选择的从机房控制中心服务器同步更新。此过程由维护人员手动完成。
（6）机房网络内专人专用的PC，进行NDMS系统设计时要考虑学生在有盘网络下操作桌面系统的习惯，如拥有独立的系统账户、习惯于在桌面存放未编写完成的文档、收藏网页、设置自己喜欢的桌面风格、调试自己喜欢的程序界面和功能等；
（7）根据每位学生都有存储文件的需求，在NDMS系统中进行专门的设计：搭建文件服务器；
（8）要对系统用户进行权限控制和文件访问隔离；
（9）以上几点要求对桌面系统使用活动目录管理，要考虑系统的高可用性，即要设计关键服务冗余措施：NDMS系统服务、文件服务、AD服务等。
3.2 系统架构及原理
图1 系统架构示意图
该网络结构包括机房控制中心网络和多个分机房网络，其中各分部通过路由器远程连接到总部。
将主服务器部署在总部，放置在网络核心层与核心交换机进行连接，使用这样的连接方式加强网络数据交换，提高桌面虚拟化系统实现的效率，在设置了多网段或者VLAN的网络中，服务器可以交叉方式的穿越多网段。
副服务器部署在各机房，直接用NDMS主服务器内置的管理工具对副服务器进行统一管理，管理员在日常的维护过程中，只需要对总部NDMS主服务器内的标准应用环境（操作系统、业务系统、应用软件）进行部署管理，副服务器会自动对镜像做相应更新，相应的桌面环境就自动部署到网内所有终端上。
简单地讲，NDMS系统是利用硬件和操作系统底层技术将PC机的本地硬盘操作系统制作成IMG格式的磁盘映像文件保存到NDMS服务器中，再通过磁盘仿真技术将IMG映像文件模拟成PC机本地硬盘，PC机启动时会通过专门的网络协议读取服务器镜像文件中的系统数据，从而实现PC机系统的正常引导过程。
图2 计算机软硬件系统结构图
图3 终端用户访问图
如上图所示：NDMS系统改变了PC原有的本地启动方式，通过NDMS服务器下发标准的操作系统及应用环境（镜像），用户在通过PKI/PMI平台认证后，从文件服务器内取出用户的个人数据及个性化配置信息交付给用户，至此完成整个启动、认证过程。
4 研究的预期成效
NDMS系统建设完成后，预期成效包括以下方面：
4.1 系统标准化管理
NDMS系统下，管理员只需要修改NDMS服务器内的镜像模版，就可以在几分钟之内就可以将标准的操作系统及各类应用、业务软件自动部署下去，这样不仅机房电脑的桌面环境全部按照业务要求标准化，机房管理人员的工作效率也得到很大的提高。
4.2 PC登录及使用安全性
所有师生在登陆系统时必须使用自己的USB Key进行身份认证，在确认登陆人员为本校师生后方可登陆操作系统，并且在PC使用的过程当中，如果用户拔掉USB Key，系统马上会进入登录锁定状态，全程保护PC的使用安全，同时系统还记录该师生登陆及退出时间，以备审计。
4.3 多用户环境下移动办公及个人数据安全管理
在师生通过身份认证的方式登陆系统时，会结合身份认证自动连接该师生的个人数据空间。方便师生在内部网络任何一台PC登陆时，都与使用个人电脑一样，完全的快捷方便。即使多人共用一台PC，也可完全保证个人的私密性。
4.4 数据集中化管控
NDMS解决方案将分散在终端PC的数据统一存放在数据服务器上进行集中管理。通过对数据服务器的容灾备份管理，不仅加强了数据的可管理性，还消除了数据泄漏的隐患，同时防止硬盘等物理介质损坏可能造成数据丢失。
4.5 病毒彻底化杜绝
NDMS解决方案取消了终端的硬盘，病毒完全丧失了存在的媒介。NDMS服务器端的文件以镜像方式存储，病毒无法侵入，PC每次重新启动都会从服务器获取全新的，优化的操作系统。再结合目前正在使用的杀毒软件系统，可保障内部系统的病毒感染概率接近于零。
4.6 机房终端维护
NDMS解决方案中，终端在每次重启后，即可自动恢复到管理员配置系统初始状态，同时所有的操作系统管理，软件安装与升级等工作只需要通过超级管理员权限登陆主服务器后，对服务器镜象文件做相应动作一次，然后主服务器会自动对网内所有副服务器做自动变量更新，即可完成全网PC的系统维护，软件安装及升级工作，此过程对PC使用者的工作进程完全无影响，管理工作高效快捷。基层警员无需再为PC维护难题劳神，极大地提高了机房维护效率，帮助机房管理人员从低技术含量的重复性工作中解放出来。
4.7 降低总拥有成本
精简设备提高效率
通过NDMS解决方案，终端不再安装硬盘，精简了硬件投入，提高了服务器运行效率。
减少系统运维成本
通过NDMS解决方案，机房管理人员只需要对服务器镜像文件做一次修改，然后主服务器会自动对网内所有副服务器做自动变量更新，即完成全网PC终端的系统维护、软件安装及升级工作，此过程精简了人力成本，提高了工作效率。
参考文献：
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[5]肖镞，赵伦.高校机房维护的新思路――云计算[J].信息与电脑，2012，01.
关键词：信息产业；云计算；产业链；整合思路
中图分类号：F127 文献标识号：A 文章编号：1007－5194(2012)01－0104－06
云计算是当前信息产业比较流行的话题，云计算从提出时广受人们质疑，发展到如今备受理论界和实业界关注。从技术概念到实体操作，从首台服务器下线到全系列产品亮相，云计算挟着排山倒海的气势，铺天盖地而来，未来的云应用之多、终端之强、体验之新，将令人目不暇接，对人们的工作和生活带来很大的影响。云计算产业对重庆信息产业来说，是一个必须紧紧抓住并且可以大有作为的重要战略。重庆高度重视信息产业的发展，制定了“云端”计划，打造中国乃至亚洲最大的云计算数据处理中心，并写入“十二五”规划。
一、解剖云计算产业链的特征
分析云计算产业链必须要对“云计算”特征有个清晰的认识。云计算和互联网的一个根本区别：前者是一个融合、集中、集约化型的产业和技术架构，而后者却是多元、分布、分散型的产业和技术架构。云计算和其他计算相比，是具有一系列共同特征的集合称谓，可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费，这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。这些特性也使得云计算明显区别于传统的计算服务，云计算基本特征体现在以下几个方面。
1、虚拟化。云计算是通过提供虚拟化、容错和并行处理的软件将传统的计算、网络、存储资源转化成可以弹性伸缩的服务。云计算通过资源抽象特性(通常会采用相应的虚拟化技术)来实现云的灵活性和应用广泛支持性。使用者所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，最终用户不知道云端的应用运行的具体物理资源位置，同时云计算支持用户在任意位置使用各种终端获取应用服务。用户经常并不控制或了解这些资源池的准确划分，但可以知道这些资源池在哪个行政区域或数据中心。
2、弹性伸缩。云计算具有并行计算、网格计算、分布式计算、分布式存储等功能，通过网络把很多计算机资源整合起来，从而构成技术存储模式等。IT能力以服务形式提供，服务的提供者与使用者分离(针对公共云，提供者和使用者是不同企业；针对私有云，提供者和使用者是不同部门)，使用者无需拥有IT资产。云计算可以根据访问用户的多少，增减相应的IT资源(包括CPU、存储、带宽和中间件应用等)，使得IT资源的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模变化的需要。
3、快速部署。云计算模式具有极大的灵活性，足以适应各个开发和部署阶段的各种类型和规模的应用程序。提供者可以根据用户的需要及时部署资源，最终用户也可按需选择。对消费者来讲，云计算提供的这种能力是无限的(随需的、大规模的计算机资源)，并且在任何时间以任何量化方式可购买的。自动化管理与快速交付，有效降低服务的运行维护成本，平均每百台服务器所需的运行维护人员数量应小于1个(现有IT服务管理模式下，每百台服务器运行维护人员数量大于5人)；对于服务使用者的服务申请快速响应，响应时间应在分钟级(现有IT服务模式下，服务交付时间多为天级)。
4、资源使用计量。服务可计量，按用量收费，即付即用(pay-as-you-go)的方式已广泛应用于存储和网络宽带技术中(计费单位为字节)。云计算服务提供商(云资源服务提供商、云平台服务提供商、云应用服务提供商)通过租用网络运营商的带宽，按资源的使用量及使用时间来收取用户的费用，使用时间可以是包月或者按照小时数等多种方式进行统计。云服务提供标准化的接口供其他服务，资源的使用可被监测、控制以及对供应商和用户提供透明的报告(即付即用的模式)，方便服务开发者构建新服务。
5、按需自助服务。大规模、多租户、高安全高可靠是云计算的特征。“云”是一个庞大的资源池，用户按需购买，消费者无需同服务提供商交互就可以自动地得到自助的计算资源能力，如服务器的时间、网络存储等(资源的自助服务)。服务使用者只需具备基本的IT常识，经过业务培训就可使用服务，无需经过专业的IT培训(现有IT用户需要经过专业的IT培训和认证)，自助服务的内容包括服务的申请／订购、使用、管理、注销等。
二、云计算与信息产业整合的影响作用
所谓产业链是在一定地域范围内，有着竞争及合作关系的相关企业根据产品及服务的生产流程和价值分布进行分工合作的产业组织形式。产业链有多种表现形式，产业链的内涵不仅是一个产品链，而且是一个信息链和功能链。以在产品和服务的生产消费过程中进行知识传递、信息反馈为联系内容的产业形态，以构成产业信息链。人们对云计算还存在着简单化的理解和误解。提到云计算的产业链，人们脑海中首先浮现的一定是Iaas、Paas以及Saas这三个词语，但实际上这只是云计算基础的三种服务模式，云计算的产业链并不止于此。不是说有了大规模数据处理和大数据量存储就是云计算，不是说放到网络上就是云计算。通过传统IT产业和互联网产业链与云计算产业链比较，分析云计算产业链主体及结构、产业链价值关系、产业链主要关键环节，揭示云计算催生商机按1:6的比例放大的内在机理。
1、从规模化角度讲，云计算可以满足海量数据高速处理的需求，缓解当前信息时代“信息爆炸”的压力，云计算适应了业务需求和业务量的快速变化及软件服务化Saas的趋势。最早的“主机――终端”模式是集中计算，一切计算资源都集中在主机上。到了PC时代，变成了分散计算，主要计算资源分散在各个PC上。互联网的出现将分散的PC连在了一起，部分计算资源虽然还分布在PC上，但已经越来越多地集中到互联网上。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。云计算的集中是一种比过去的集中更高阶段的集中，并不是简单地回到过去。云计算这种信息化模式的巨大变化，体现了规模化采购降低采购成本，规模化运营降低人力成本，规模化服务提高峰值复用水平，会吸引更多的企业参与信息产业链里面，最终形成良性的互动结果。同时，集中规模的累积必然会使得云计算物理平台发生质变，就好比小型发电机必然会被大型发电机组取代一样，分散的、过渡的模式将被逐步取代。云计算会催生出很
多云计算的优秀厂商。所以云计算成为继大型封闭计算机、个人计算机和互联网的网络计算之后的第四次IT产业革命。
2、从精细化角度讲，国际竞争已不是企业的竞争，也不是产品的竞争，而是进入了一场前所未有的产业链竞争时代。产业集群最明显的优势就在于它的集聚效应。所谓的产业集聚，就是在产业链上相关的各上下游的企业和相关辅助产业服务业聚合在一起形成的产业集群。云计算产业链整体形态的内涵和外延比传统产业链更为丰富、更为广泛。云计算主要解决的问题是如何把IT资源变成像水、电一样的公共设施而易于获取和使用，它的形式也更呈网状，具有复杂网络的特点。互联网的普及和大带宽的发展造就了云计算，云计算把各种分散的计算需求通过网络集中到共享的“云中心”完成，必将重构IT设备形态和产业链。云计算产业链由基础设施提供商、系统集成商、服务提供商和应用开发商组成，分别提供基础即服务(Iaas)、平台即服务(Paas)、软件即服务(Saas)。云计算形成了一条包括云平台供应商、云平台使用者／云计算服务商、云计算用户、云端设备在内的产业链。使得企业在云计算的产业链中，既可以是云服务消费者，也可以是云服务的提供商，甚至是云服务集成商。
3、从专业化角度讲，云计算产业作为一个新兴技术集合产业，各个产业链环节之间技术联系紧密。在传统IT产业和互联网产业中融合产生的云计算，带有鲜明的产业链扩张、交叉、融合的特点。云计算是在整个IT行业中孕育而生的，是产业链上下游通力协作的结果，产业链上相关主体其在自己传统业务基础上，充分利用自身擅长的技术，适应云计算的潮流转型而成以提供相关云计算服务。基于云计算体系的在线应用服务，如同其他互联网应用一样，其天生就具有为协作而生以及更为易于集成的特征。从国际上产业集群发展的经验看，“嵌入性”或“植根性”是产业集群能够取得成功和持久发展潜力的关键。运营商可以重新定义自己的角色，将自身置于云计算价值链中，促进网络结构的优化和整合，有利于合理配置计算资源并提高其利用率。
4、从自助化角度讲，云计算产业由传统的IT产业、通信产业、广电传媒和互联网产业相互融合中产生，云计算产业链的融合、延伸特性，使得云计算产业链呈网状，是一个动态变化的复杂网络系统。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同需求的应用运行。持续的服务更新与孵化，云计算提供的各种服务能力可随使用者需求的变化而不断演化，并孵化出新的能力，同时这种改变可做到向下兼容，即保证原有使用者的持续使用。
5、从运营商成本角度讲，云计算服务方式更新创造了许多新的产业业态，云计算使信息共享成为可能，形成新的经济增长点。云计算的服务模式、紧密联系的产业链提供的高效的物流、信息流，给企业提供了进一步降低成本的空间。云计算数据中心模型具有更高速的创新性、可伸缩性和对企业核心功能的支持等，大大降低许多运营成本，从而为运营商带来显著的经济效益。运用云计算技术可以提高服务器的利用率，减少现有网络和平台硬件设施的数量，从而降低对网络基础设施的需求。“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。基于云计算的IT技术架构将企业构建IT环境的成本降到了原来的1／10，能够节约巨大的成本，符合可靠、低成本信息化的要求，也符合建设资源节约型和环境友好型社会的要求。
三、提升重庆云计算产业链整合的路径
在国家“十二五”规划、战略性新兴产业发展规划及云计算服务创新发展试点示范政策的共同作用下，各地正在积极推动云计算产业发展。重庆为何把目光瞄准信息产业发展与云计算?云计算新的信息技术推动实体空间向虚拟空间拓展，放大了经济活动的规模和范围。据东方证券测算，预计未来几年，全国“云计算”产业链规模可能达到7500亿至1万亿人民币，有望占到2015年战略性新兴产业15％以上的产值规模。发展云计算目的并不只是看它可以创造多少经济效益，重要的是利用产业链的独特优势，“今后10年，整个世界将进入‘云计算’时代。”在重庆市市长黄奇帆看来，在新的市场格局中，如果中国内地的份额还是零，将会非常可悲。推进重庆云计算产业链的发展主要有以下关键途径：
1、加速突破云计算关键技术。云计算的实现主要依赖于能够实现虚拟化、自动负载平衡、随需应变的软硬件平台。云制造应具备一个体系结构，它共有五层――物理资源层、虚拟资源层、云制造核心服务层、应用接口层和应用层。数据中心是云计算的载体，提供了支撑云计算产业的云后台。在云计算产业链的重组、扩张和融合的过程中，数据中心成为云计算产业链汇聚、交融的关键节点。而这也决定了云计算将成为基础性的创新，对IT、互联网和电信行业都会产生深刻的影响，也将随之出现不同的产业竞争力量、技术流派和主流市场。借鉴和吸收IBM、EMC、Intel等跨国设备制造商和新浪、腾讯、阿里巴巴、世纪互联等国内互联网企业的成功案例，采用模块化、高密度的集装箱式的数据中心，为数据中心的变革注入新的技术因素。注重关联产业发展，加强海量数据管理技术等云计算核心技术研发和产业化，通过开源技术和运营服务，可以发挥市场规模和丰富人力资源的优势，规避在芯片技术、硬件技术、基础软件技术方面的不足。
2、完善云计算生态链建设。优势产业集群不是单独存在的，它一定是同相关强势产业一同崛起。创优环境是前提和关键。在“数据为王”时代到来的今天，产业集聚形成重要的内在机制是合作，重要的外在环境是制度。按照重庆“第十二个”五年规划的要求，“把新一代信息产业建设为重要支柱产业。按照‘2+10’的思路集中建设一批产业链(集群)，建设全球最大的笔记本电脑加工基地、亚洲最大的离岸数据开发和处理中心。”鉴于云计算涉及服务器、存储、网络、安全等技术以及不同的应用模式等，把与数据中心相关的上游、中游、下游配套好。上游是支撑云计算的通讯、电力、宽带、厂房等基础设施；中游是海量数据的运行和管理；下游是软件开发和各种数据业务的提供。改变重庆目前在云计算领域存在“重硬件轻软件”的投资误区、各个环节之间基本上处于各自为战的局面，在云计算产业链上，理顺产业链关系，建立科学的利益分享与协作机制，争取把产业链上下游各环节的优势力量组织起来。同心协力实现在技术、产品、服务方面的协同，从而完善云计算生态链建设，才能把重庆云计算这块“蛋糕”真正做大。
3、建设云计算产业基地。产业集群是同一产业
以及该产业的相关产业的集中，反映了产业在商务联系基础上所存在的组合现象。产业聚集的平台是实现产业链的“抓手”，也是技术创新的载体和制度创新的平台。重庆实施的“云端计划”中的“端”是指终端的生产，就是发展网络通信的终端设备，目前该计划已基本到位，形成了惠普，宏和华硕三个品牌商，富士康、广达、英业达、仁保、伟创、和硕等六个代工商以及三百多个零部件产商的笔记本电脑企业，形成了“3+6+300”的产业集群。“云端计划”中的“云”是指云计算，其实就是随着互联网技术的发展，大量用网络连接的计算资源汇聚到一个网络通讯数据中心进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供服务。这个提供资源的网络通讯数据中心就被称为“云”，可能为此又可以诞生一个到2020年规模高达1800亿的服务外包产业，跻身全国三强。借鉴和吸收上海“云海计划”、北京“祥云计划”、成都云计算中心等率先启动云计算中心的模式与运作方式。重庆的“两江国际云计算中心”与江津区云计算产业基地，力争在今年形成10万台服务器的规模，争取明年有30万台服务器规模，到2015年达到100万台服务器。实现“端”和“云”的完整产业链，使重庆成为信息产业真正的成本洼地。形成国家重要的战略性新兴产业基地，必然会让来自全球的大量数据处理和数据整理业务聚集到重庆，吸引和大力推动众多的服务外包企业围绕着数据清理、数据整理等环节。
4、鼓励云计算行业应用。以信息服务为目标的云计算，其规模能做到多大，完全取决于需要这些服务的用户有多少。市场上最终用户对于云计算的需求将成为其在未来几年中高速发展的基石。一是鼓励计算行业的云应用。云计算涵盖了政务、产业转型、城市管理和社会民生服务等领域，重庆有潜在的最大消费市场，用本土强劲的消费能力来保证所需要掌握的核心技术，建设电子政务、电子商务、数字校园、区域医疗等信息系统。鼓励政府和大型企业集团运用云计算架构，支持有条件的单位建设节能、环保、低碳的新型云计算基础设施。二是利用主导产业链进行方向延伸，依托产业集群开展创业孵化、创业扶持，促使区内的新企业产生、老企业的革新和多元化，形成该产业的一个扩散效应。三是利用下一代信息技术为产业转型升级和城市智慧服务提供有力支撑，建成国家重要的数据中心，建立起城市公共信息服务系统，建成云端智能城市。
5、离岸数据处理“两头在外”。打造重庆云计算的产业集群，把云计算产业链放到构建内陆开放型经济的全局战略审视，产业集群产生协同效应，或者说是激光束效应，由于簇群内既有竞争又有合作、既有分工又有整合，通过走出去、引进来的产业链整合措施，可以迅速打造完整的云计算产业链。一是重庆云计算产业链既发展在岸的数据处理，也发展离岸的数据处理。离岸数据处理与加工贸易都应该是“两头在外”，数据处理外包业务可相对放开一点，探索开放离岸数据中心的营业执照，突破原有的限制外资进入增值服务的相关规定，外方可以独资也可以控股。因为现在的数据处理外包，不再是中国的数据外包给外国企业，而是外国企业的数据外包到中国来处理。二是联合组成的“开放式数据中心联盟”。联盟发展正成为云计算产业发展的重要模式，因为国内外大的领先的IT公司已经在云计算核心技术上面走在了前面，目前几大知名的可以部署的企业级虚拟机方案和技术都是被国外大公司所掌握，只有通过合作的方式，才能保证自主创新能够在最短的时间内有成果。
四、提升重庆云计算产业链整合的基本措施
云计算是创新型产业，既是技术革命，又是产业革命，它还将引发管理革命，其发展将给信息产业带来全方位的、有些方面甚至是颠覆性的。提升重庆云计算与信息产业链的竞争力，才能在未来的信息产业变革中立于不败之地。
1、探索各类云计算服务模式。云计算是以虚拟化技术为基础、以按需付费为商业模式，具备弹性扩展、动态分配和资源共享等特点的新型网络化计算模式，本质就是面向服务的商业模式创新。一是云计算就是把廉价硬件软件化，软件服务化，服务运营化，运营规模化的一套技术和业务模式。要以云计算服务示范为核心，形成技术创新、应用方案创新和商业模式创新的合力，培育全新商业模式和业态。二是推动重庆信息服务骨干企业针对政府、大中小企业和个人等不同用户需求，积极探索各类云计算服务模式。服务创新能力正成为产业发展的制高点，哪些能够充分理解客户需求并据此不断进行业务创新的云计算企业将成为产业发展的领导者。三是加快扶持龙头企业，打造云计算产业链，支持云计算厂商与用户对接等。随着云计算产业链的形成，云计算价值链也将逐步向着多维度方向拓展，企业或者重整内部资源，优化内部价值链；或者向外拓展，谋求价值链的横向和纵向延伸，有利于集中管理，便于运营维护，最终也将增强信息安全。
2、提升基础工作工程。云计算能够实现大数据的计算、海量数据的计算；云计算是智慧城市的基础支撑，一定会需要云计算在后台做支撑。一是应该不断完善通信基础设施，包括优化信息网络，完善以光纤为主，数字微波、卫星通信相协调的干线传输网，加快光纤接入网、宽带无线接入网、下一代移动通信网建设，为云计算提供技术支撑。中国国际电子商务中心重庆数据产业园由中国国际电子商务中心斥资16亿元打造，该项目计划在两年内完成，为打造亚太地区最大的离岸数据中心提供支撑。重庆市已经与重庆电信在网络通信基础设施、三网融合、城市信息化等方面进行战略合作。实行数据中心产业链一体化、离岸和在岸数据处理有机结合双向管理的模式，实现企业数据中心向内云架构的转化。电信、广电和互联网的三网融合趋势，推动了云计算产业链向传统电信、广电产业延伸和发展。二是云计算数据中心的电力供应问题，当中心服务器上百万台的时候，需要强有力的电力保障作支撑。要像大型企业搞自备电厂那样，在云计算数据中心基地也建一个自备电厂，这样就不用外购电，电力成本会大大降低。三是要进一步发展本地人才库，来提高互联网的普及，播种创新的种子，使重庆成为全球范围内极具竞争力的知识中心。
3、构建公众云的服务市场。现代信息系统日益大型化、综合化、集成化，构建公众云服务的市场，这对云计算企业业务开展提出了较高的要求。一是在技术层面或者说产业链层面，依靠操作系统、数据库、中间件、云计算应用软件等厂商的共同协作，围绕着云计算的“公众云”展开产业链的竞争。二是公众云服务的市场广阔需要创新的精神去开拓市场，要把单个企业的信息化转变成为社会化服务方式及云服务的方式去实现新一轮的社会信息化，促进重庆从终端产品向服务外包和数据处理拓展延伸，以形成本土业务在岸业务和离岸业务的有效结合。三是公众云计算，包括云计算服务商、云计算解决方案提供商、硬件供应商在内，以后将囊括企业服务和商业服务的各个领域之间的协调。要鼓励有条
件的大型企业先用云服务概念去整合现有分散的资源，在整合过程中提升现有的数据中心的智能化的水平，提升软件操作的版本，调整和理顺现行管理的程序与制度，以实现与世界同步，资源共享。
关键词： PaaS；Docker；平台架构；资源调度
1 应用服务部署现状
随着信息化技术的深入发展，数据中心的应用服务数量急剧增加，原有采用实体机和虚拟机部署应用服务的方式面临着以下的问题：
（1）数据中心资源利用率不高。
（2）应用环境管理复杂，维护效率不高。
（3）应用服务迁移困难。
（4）传统应用服务部署启动慢。
2 现有PaaS云平台分析和Docker容器技术
2.1 现有PaaS云平台分析
平台即服务（PaaS）是云服务的一种[1]，服务提供商不仅提供按需索取的硬件和操作系统服务，还提供了应用程序平台和解决方案。通过PaaS平台，应用开发者可以很方便地把应用和服务托管在平台之上，而不用关心它们底层的硬件配置和运行环境。目前，业界已涌现出众多的PaaS云平台[2]，但它们均存在很大的不足。首先就是应用的运行环境兼容性较差，单一化的运行托管环境会导致应用的兼容性降低，不利于PaaS平台的快速扩张和通用性要求；其次，PaaS平台内置的基础能力也不足，无法满足应用提供者对于能力的多样化需求[3]；另外，现有的PaaS云平台一般仅提供针对特定编程语言的应用运行环境，如Google应用程序工程（GAE）[4]仅支持Python和Java运行环境，新浪应用程序工程（SAE）[5]仅支持Java和PHP5运行环境，因此急需提升平台的可用性和扩展性。
2.2 Docker容器技术
Docker是基于Linux的LXC（Linux容器）技术，把应用包装在容器里，使其具有移植性和独立性。具体来讲，Docker提供标准化的Image和Image共享等功能，能够很简便地在Docker内部嵌入一个Web服务器（如Jetty、Tomcat等），更重要的是，使用Docker可以运行非常多的容器进程，针对不同Web服务能提供不同的Image，并将各类不同的应用运行环境统一封装，对外提供统一管理和操作接口，提高PaaS平台的可用性和灵活性。
3 基于Docker的PaaS云平台设计
基于Docker的数据中心云平台的系统架构如图1所示，下面对该PaaS云平台涉及的主要实体和实体间的逻辑子模块进行描述。
（1）云平台调度子系统。
云平台调度子系统是整个云平台的大脑，用于合理地分配系统资源，具体说来就是一个容器到底落地在哪些物理服务器上[6]。调度子系统可细分为两个部分：初次调度和动态调度。初次调度是当用户第一次创建应用时进行的调度，包括资源的创建、删除、修改等操作；而动态调度是指在系统运行过程中的调度，主要是针对某些负载过高、过低的容器进行scaling out、scaling in的调度，实现资源的合理分配、整合。
（2）路由控制子系统。
路由控制子系统在PaaS云平台中对所有进来的请求进行路由，该系统分为两层：第1层是从外部域名到内部临时域名的路由，第2层是从内部临时域名到容器的路由[7]。提供内部临时域名是为了方便应用开发者在提交应用之后再次检查确认，路由控制子系统还提供负载均衡、健康检查、会话粘滞等高级功能。
（3）通用容器子系统。
通用容器可抽象出两层，分别为适配层和容器层。适配层一方面可以作为驻留结点采集主机负载等信息，另一方面可以适配底层的容器。容器层则是在Docker 应用程序编程接口（API）的基础上封装出不同的Web容器，比如Docker-Jetty、Docker-Tomcat等。同时还引入了镜像服务器这个集中式镜像管理模块。
（4）平台支撑子系统。
平_支撑子系统是平台中的基础模块，提供基础能力的支持，比如：API 服务器将系统的能力统一抽象出restful的HTTP接口，Memcached提供不同容器之间的session共享，Cache提供高性能的分布式对象缓存服务，Mysql提供原生的关系型数据库，Freedisk提供小文件存储的服务。
4 基于Docker的PaaS云平台实现
本系统分为资源调度子系统、路由控制子系统、通用容器、平台支撑子系统4个子系统。
4.1 资源调度子系统的实现
资源调度子系统是整个系统的核心，当PaaS应用请求通过API 服务器到达系统内部时，是由资源调度子系统决定数据流的走向。
对于调度子系统，我们在实现时又细分为初次调度和动态调度[8]。
初次调度是指请求第1次到来时的调度，调度子系统在收到申请部署应用之后，通过该次调度决定承载该应用的多个容器分别落在哪几台物理服务器上。
而动态调度是指在系统运行过程中，通过对应用状态和容器状态的监测控制，对应用动态地进行扩容、缩容等。
资源调度子系统主要包括的模块如下所述。
（1）初次资源调度器：实现所有初次资源操作请求的中转和协调，实现方式分为两步。第1步先取出所有的物理服务器，针对不同的请求策略使用不同的过滤器来过滤物理服务器，得到可用的服务器列表，保证主机的可用性。第2步是引入权重和打分概念，初次资源调度器通过不同的权重计算每个主机的得分，然后按照主机的得分从高到低排序，并把应用部署多个副本（默认是2个）到得分高的主机上。
（2）动态资源调度器：实现动态调度，动态地增加、减少应用后端容器的数量。动态资源调度器获取到主机和Docker容器的负载信息后，按如下策略完成应用副本扩充：根据相应的调度策略选择负载最低的主机，在该主机上部署此应用的副本，同时向路由子系统发送请求，请求修改路由的指向，使得新加入的应用副本可接收请求，从而实现负载均衡。当集群中所有主机都接近于高负载状态时，将停止应用副本的扩充，并向管理员发出告警邮件。同理，若发现某应用的所有副本的平均访问量过低，则按一定策略进行应用副本的收缩，此外，在副本扩充和收缩的过程中，添加定期碎片整理，在保证同一应用的多个副本分布在不同主机的前提下，尽量将分散的应用汇集到部分主机上。
（3）点：一方面作为驻留进程运行在每个计算节点上，周期性地向初次资源调度器上报心跳数据，心跳数据包含CPU利用率、内存使用率和硬盘剩余空间等信息；另一方面适配底层的Docker容器，并获取其上每个容器的负载数据，包括CPU占用率、内存使用率、硬盘读写状态等。
4.2 路由控制子系统的实现
路由控制子系统维护了整个系统的路由信息，包括外部域名到内部临时域名和内部临时域名到容器（ip+端口）的映射，在底层通过对Nginx反向服务器的控制来实现Web请求的分发和比例控制。
路由控制子系统包括如下所述的主要模块。
（1）APP路由器：整个PaaS云平台路由的核心控制组件，该组件负责维护1份包含所有应用路由策略的路由表，并根据特定的任务调度算法控制Nginx以完成对应用访问请求的路由，实现多个应用副本间的负载均衡、健康检查、会话粘滞等功能。该模块在接收到域名增加或删除操作的时候，先进行合法性判断，确定合法之后再判断是否需要更新路由表，如果需要则通知Ngnix控制器进行路由表的更新操作。
（2）Ngnix控制器：跟Nginx同机部署。在收到APP路由器的更新路由信息的通知后，从数据库中加载最新的路由信息，并通过Java的Velocity技术生成对应的配置文件，替换当前Nginx的配置文件并重启Nginx，从而使得路由信息及时生效。
（3）Tengine：在Nginx的基础上，针对大访问量网站的需求，添加了高级功能和特性，比如一致性hash，会话保持，健康检查，根据服务器状态自动上线、下线等。
4.3 通用容器的实现
基于对Docker的封装，提供了多种Web容器，比如Java的容器、PHP的容器等。另外，为了方便平台管理者快速、删除容器，还创新性地引入镜像服务器这个集中式镜像管理模块。
4.4 平台支撑子系统的实现
该平台还包括其他一些支撑组件，具体如下所述。
（1）API服务器：整个系统对外提供的接口，使用Spring框架实现，把系统的能力通过Restful的HTTP接口暴露出来，方便系统管理员调用。
（2）Memcached：整个PaaS平台容器的内存共享池，通过在容器内部把session信息重定向到该共享内存池中，实现会话保持[9]。
（3）Nginx-Log：分析Nginx的日志信息，采集每个应用访问量等信息。
（4）基础能力：比如Mysql数据库、定时任务等一些公用的服务。
5 结束语
针对现有应用服务部署存在的问题，以及现有PaaS云平台兼容性和扩展性的问题，我们提出了一种基于Docker的数据中心PaaS云平台实现方法。
未来可以使用容器逐步替换数据中心云平台中所有基础模块，如监测控制模块、负载均衡模块、服务管理模块、日志收集模块、消息中心管理模块等，使数据中心云平台计算、存储进一步分离。
参考文献
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【关键词】云计算；关键技术；现状；
中图分类号：C32文献标识码： A 文章编号：
一、前言
自从我国改革开放以来，我国信息技术领域迅猛发展，取得了前所未有的成就。云计算是我国近年来取得的重大成就之一，推动着我国其他各行业的快速发展，同时，云计算一起广泛的应用前景，成为当代信息技术领域研究的热点问题之一。
二、云计算的定义
云计算的定义有狭义和广义之分，狭义云计算是一种IT基础设施的交付和使用的模式，通常指通过网络按照需求和容易扩展的方式得到所需的资源，提供资源的网络称为“云”，使用者眼中网络中的资源和信息可以无限扩展，并且可以随时获取，按照自身的需求进行使用，随时进行扩展。
广义云计算是服务的交付和使用的模式，指通过网络按照需求、易扩展的方式得到所需的信息服务。这种信息服务可以是基于互联网的软件服务、带宽服务、也可以是其他的任意服务。这些网络服务可以理解为网络资源，网络资源的总和称为“云”，它们是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常是一些大型的服务器集群，包括计算服务器、存储服务器以及宽带资源等。云计算把所有的计算资源集中起来，不需要人为参与，软件自动进行管理。这为应用提供者节省了时间和成本，不必为细节而操心，从而专注于自己的业务。
三、云计算发展现状
目前中国云计算的讨论多数集中在早期云计算的概念、技术和模式上。早期的云计算是一种动态的、易扩展的、通过互联网提供虚拟化IT资源和应用的一种计算模式。用户不需要了解云技术内部的细节，也不必具有云内部的专业知识，更不需要直接参与、投入、建设、维护和控制就能直接按需使用并按用量付费。2008年，IBM在无锡建立了中国第一个云计算中心，在北京IBM中国创新中心建立了第二个云计算中心— —旧M大中华区云计算中心。2009年初，在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”。世纪互联推出“CloudEx”产品线，包括完整的互联网主机服务“CloudExComputing Service”、基于在线存储虚拟化的“CloudEx StorageService”等云计算服务。
随着云计算的升温，国内的电信运营商也都积极投入到云计算的研究中，以期通过云计算技术促进网络结构的优化和整合，寻找到新的赢利机会和利润增长点，以实现向信息服务企业的转型。中国移动推出了。大云”(Big Cloud)云计算基础服务平台，中国电信推出了“e云”云计算平台，中国联通则是推出了“互联云”平台。我国企业创造了“云安全”概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，在服务端进行自动分析和处理，再把解决方案分发到客户端。瑞星、趋势等企业都推出了云安全解决方案。
四、云计算关键技术
1、云平台服务优化管理技术
服务优化管理是提高云平台服务质最和平台性能的关键问题。其关键技术包括：云服务资源管理，研究物理机、虚拟机与虚拟集群的按需管理和分区隔离机制；云任务管理，研究云计算任务的分类、高校调度、负载平衡、功耗管理与容错等；云数据管理，研究大规模结构化、非结构化和多媒体数据的建模、组织、存储、操纵、检索、备份和保护以及数据服务技术；应用行为分析与系统评测，研究云计算负载刻画、云任务运行监控与云系统评测的度量方法和基准程序集合；云安全及隐私保护，研究支持不同崩户的功能、性能和故障隔离，支持用户身份和用户数据的隐私保护，提供政府监管接口等。
2、云计算应用构建与集成技术
云计算，应用构建与集成技术是为行业用户提供服务的关键问题。关键技术包括应用服务化、应用虚拟化、应用服务集成技术。应用服务化依托于软件即服务，研究云计算环境中应用服务的按需服务理论模型，应用服务创建、部署、调度与执行，应用数据的放置、备份、传输、调度的策略及优化方法，应用服务的监控方法等关键技术；应用虚拟化，为应用软件提供了一个虚拟的运行环境，使得服务化的应用可以运行在任何共享的计算资源上。主要研究虚拟应用装置的创建、、按需传输、隔离技术和虚拟应用装置的运行平台；应用服务集成通过把多家应用服务提供方联合在一起来为客户提供完整的服务。主要研究应用集成架构，基于浏览器的应用集成方法，通用的云计算应用服务总线技术。
3、云计算应用系统持续运行技术
为了支持企业的关键业务，云计算平台应用系统的持续运行是基本需求，因此需要研究云计算应用系统的持续运行技术，主要研究：云计算平台物理资源和虚拟化资源的动态监控技术、云计算平台服务监控技术、云计算应用和用户活动的监控技术；基于监控的故障预测、异常处理、容错及恢复机制，软件服务无缝迁移技术等；计算系统持续运行技术，研究云计算平台中虚拟机的出错迁移机制、虚拟化集群的容错机制、虚拟机安全机制等。
4、云计算多模式客户端技术
网络时代的计算以数据、用户和服务为3大中心，云端共存、云端互动是未来计算架构发展趋势。云客户端既包括传统的PC、笔记本，也包括手机、PDA、汽车移动终端和家电终端等智能移动终端设备。因此，需要研究云计算多模式客户端技术。主要研究多种形态的云客户端接入技术、多模式客户端云服务环境。面向云计算典型行业应用需求，需要研制多种形态、支持三网融合的轻量级云客户端接入技术，为用户提供简单易用的云计算服务；面向典型行业府朋众多朋户的个性化需求，研究多模式的客户端自适应云服务软件环境。
五、云计算的应用前景
云计算作为目前的研究热点问题之一，是IT的一种发展趋势，它被视为科技业的下一次革命，它将带来工作方式和商业模式的根本性改变。
云计算在大企业的应用前景
大企业有完善的基础设施和相当数量的专业IT 管理人才，对现有的IT 基础设施进行高效的利用。如果将云计算的强大功能引入企业的数据中心，将传统的IT 基础架构为私有云，使IT 的基础架构作为可以轻松访问的服务来交付。这将极大地降低成本并且最大限度地提高IT 效益。
2、云计算在中小企业的应用前景
云计算意味着巨大的商业机遇，他们可以借助云计算在更高的层面上和大企业竞争。自1989 年微软推出Office 办公软件以来，我们的工作方式已经发生了极大变化，而云计算则带来了云端的办公室——更强的计算能力但无须购买软件，省却本地安装和维护。那些对计算需求量越来越大的中小企业，不再试图去买价格高昂的硬件，而是从云计算供应商那里租用计算能力。在避免了硬件投资的同时，公司的技术部门也无须为忙乱不堪的技术维护而头痛，节省下来的时间可以进行更多的业务创新。
3、云计算在家庭的应用前景
智能家庭是未来家庭的发展方向，如果将云计算提供的服务引入智能家庭之中，建立家庭中心，也就是云的家庭终端，把所有的家庭里的数据同步起来，每一个智能家庭组成了智能家庭云，并且智能家庭云可以向外界提供不同的服务。
六、结束语
当今世界是一个信息化时代，云计算作为信息化时代的产物，它具有它具有虚拟化、高可用性、高可靠性、低成本等特点，对我国各行业都产生巨大的影响，有其推动我国IT行业的发展。因此，我们应该深入学习云计算，使其得到更好地发展。
参考文献
[1]吴朱华.云计算核心技术剖析[M].人民邮电出版社,2011.
[2]赵广才,张雪萍.云计算技术分析及其展望[J]电子设计工程,2011,(11).
【关键词】云计算；计算机实验室建设；ncomputing云终端；虚拟化技术
一、引言
云计算可以定义为一个移动的概念，它以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全和快捷的数据存储和网络计算服务，让互联网这片“云”成为每位网络用户的数据中心和计算中心，应用云计算技术用户可以低成本建设本地资源，大量服务由云服务提供商来完成，用户只需向云计算中心提交所需的服务，如应用软件的使用，硬盘资源的分配，开发平台的使用等，提交完成后即可正常使用，定期支付相应费用即可，这种技术优势对于高职院校计算机实验室建设来说，可节省大量建设、维护与资源成本。近年来随着云计算概念和相关技术的不断涌现和应用，利用云计算来解决实验教学所面临的新问题与挑战，通过建立基础设施及服务平台，以私有云计算基础架构为基础，为实验教学提供有力的支撑与服务已成为高职院校计算机实验室建设的新趋势。作为高职教育重要的的教学一环，实验实训教学发挥着理论教学不可替代的作用，为加强实验教学管理、使实验资源利用达到最大化、不断提升技能人才培养的质量，利用新技术进行实验实训教学正成为高职院校努力探索并实践的实验教学模式，然而实现新技术理念下的实验实训教学对于实验资源以及设备依赖程度较高，而当下大部分高职院校普遍面临有限资金来源、实验实训设备日趋老化、软件资源不足等各种问题，制约着实验教学的高质量开展。云计算技术的应用为这些问题的解决带来了新的技术机遇，在硬、软件条件上为实验教学提供了新的模式和思路。
二、高职院校计算机实验室现存问题分析
当前高职院校计算机实验室使用现状基本采用传统方式，普遍存在的问题表现在：
1、计算机实际使用频率失衡
传统的计算机实验室大多采用PC模式，每台机器有独立的一套资源，彼此之间共享资源有限。随着计算机的功能越来越强，很多用户可能只使用了计算机功能的一小部分，甚至只使用到计算机10%的性能，大量的PC性能被闲置或很少用到，不能很好地发挥计算机的性能。再有高职院校实验室的计算机可能存在不同批次不同时期购置的计算机，这些计算机在品牌、配置及硬件系统上都存在有一定的差异，在这样的硬件环境下，分配教学及实训用机房的时候就需要根据机器配置及新旧情况酌情安排，从而导致配置较低、机器老化的机房的使用频率相对较低，机器新、配置高的机房的使用频率较高的情况的发生，有些机房的使用甚至超过其承载负荷，长期处于超负荷的状态，长期闲置不用与超负荷使用都会对计算机的硬件造成不同程度的损伤。
2、计算机实验室硬件投入落后于软件发展步伐
按照计算机正常使用年限，计算机实验室从建成到淘汰的周期大致是在3至5年，频繁更新计算机房不是所有的院校财力所能达到的，况且计算机软件的开发速度比硬件发展更快，计算机专业软件每年都会推出更新版本，而且更新版本对硬件配置又有更高的要求，软件要求的最低配置门槛不断地提升，学校机房设备是远远不能适应这种变革的，拿硬件建设速度去紧跟软件的开发速度是财力所达不到的，这样的后果使得硬件条件逐渐不能适应实验实训和考试所使用的软件的更新，长久如此对教学效果是一个很大的影响。
3、信息资源安全得不到充分保障
计算机病毒历来是计算机实验室管理人员所面临的最棘手的问题，计算机病毒难以杜绝的主要原因是计算机和存储介质的交叉使用，而且实验室的计算机均处于局域网中，有些病毒极易通过本地网络传播，导致一损俱损的不良后果。一旦病毒泛滥，即会影响到机器的正常使用，大大增加了管理维护人员的工作量，同时也对计算机造成损耗，它所带来的影响是不可估量的。
4、实验实训产生的数据及文件难以安全长久存储
实验实训室为了防病毒，一般都会给机器安装还原卡。然而安装还原卡又带了另外一个问题，那就是教师和学生在上机实训的过程中产生的一些操作数据和个人文件，这些都需要存储在机房以备后续使用，可是还原卡的存在阻挠了这种存储的意愿。当然解决的方法可以是使用移动存储设备进行存储，但移动存储设备是目前主要的病毒传播途径之一，势必会带来病毒在机房内的广泛传播，再有一种解决方法是上传至机房的服务器进行存储，虽然这种方法要强于使用移动存储设备进行存储，但是又存在有服务器存储空间容量有限和存储时效性等一些列问题，管理不便。
三、应用云技术对计算机实验室建设的影响
1、可以有效降低硬、软件投入
云计算是将强大的计算能力与存储能力集中起来，使接入的计算机不必拥有很高的配置，利用云计算所提供的服务将原先需要在本地计算机上完成的处理、存储等一些列消耗机器资源的工作放置到“云”中，这样实验室可以利用现有的计算机设备，硬件投入可以不必追逐高性能，也不必安装许多软件就可以享有同等的处理及存储能力。随着机房对计算机配置需求的降低，不同机房的使用频率也将逐渐趋于平衡，机器的使用也更趋合理和安全。
2、海量存储教师及学生的个人数据
计算机实验室应用云计算技术服务后，资源数据存储在云端，而且存储量可以非常大，为实验室资源储存提供了安全和可靠的保证。这样可以避免高校师生将实验室资源数据存放在个人计算机上，可能感染计算机病毒而造成数据丢失。同时高校实验室不需要购置数据库服务器，也能满足日益增加的实验室资源数据。
3、提高实验室信息安全性
现在几乎所有的杀毒软件都已经步入“云安全”时代，云安全的实质其实就是“团结协作、共同御敌”的理念，它是网络时代信息安全的最新体现，它融合了并行处理、网格计算、未知病毒行为判断等新兴技术和概念，通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到Server端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。依托云安全服务，计算机实验室对病毒的防杀能力就会得到进一步加强。
四、云计算技术下计算机实验室建设解决方案
通过分析云计算的技术特点，结合高职院校实验室资源的现状，可以认为云计算技术对高校实验室资源的优化应用大有可为。在传统的高职院校机房建设中，存在PC资源利用率低，维护工作量大、设备管理复杂、建设和使用成本高等缺点，云技术的出现和应用使得构建云计算环境的实验室成为可能。在计算机实验室建设中，首先需要对实验室的层次结构进行规划设计，课程对机器配置、软件环境都有各自的特性要求，如果所有实验室均采用统一安装模式则可能造成资源的浪费、设备使用率低，有时可能导致机器和系统运行不稳定，从而影响实验实训的进行，达不到理想的教学效果。以网站开发课程实验为例，这门课程需要安装大量大型的软件，其开发使用环境配置较复杂，在以往实验实训时每次需要花费大量时间进行实验环境的搭建，而且由于设备老化等原因还要受到各种条件限制，在云计算环境下则可得到很好的解决。
在云计算模式下可根据机房规模的大小，结合计算机实验室的特点，笔者认为可以在以下几种解决方案中进行合理选择。
方案一：ncomputing云终端解决方案
ncomputing计算机分享解决方案将是学院以有效的经费与人力资源配置计算机实验室最理想的解决方案，ncomputing云终端通过自带虚拟化软件（vSpace）安装在电脑主机上，利用PC电脑主机的资源创建多个虚拟化的桌面系统。允许多名用户使用不同的账户同时登录到一台PC上，借助Windows操作系统底层的多用户环境设计，每个用户可以拥有完全独立的桌面环境。不同账号之间的数据和用户设定可以完全隔离。对于用户而言，使用虚拟桌面和PC没有任何差异。
实验室中的教师机和学生机相对较集中，通常是以班级为单位进行组织教学，并通过一台或多台交换机直接相连，使用云终端模式部署实验室，教师机选用云服务器来充当，学生机选用云终端替代传统PC，无需改变其现有的综合布线系统及网络结构，部署成本更加低廉、实施更加方便快捷。此外，云服务器使用的是Windows操作系统，实验室中的课件也多是基于Windows操作系统的设计，所以仅需在云服务器上安装相应的教学软件，众多的云终端即可同时并独立地享用课件资源，教学网络结构更加清楚明朗，后期管理维护也更加简单容易。
采用云终端替代传统PC作为计算机实验室实验终端，优势明显：（1）可大幅降低建置成本。（2）具有超强的管理、监控的功能，也有许多第三方开发的免费管理程序可搭配应用，教师可以在课堂中实时监控每位学生的画面，更好地进行课堂教学管理。（3）硬件使用率高。云终端采用先进的Windows虚拟桌面技术，支持多用户共享一台PC资源，充分释放PC机富余的性能，在满足学生使用的前提下，避免了性能过剩。（4）管理高效、易维护。云服务器集中管理所有终端，所有教学软件在服务器端安装配置完成，一切软硬件升级和维护都只需在服务器端进行，而云终端是软硬件集成一体化的小巧设备，基本无需维护和升级，学生使用授权可使用的软件，并且无法随意删改权限。云终端软件硬件稳定可靠，大大降低了管理者维护工作量。（5）云终端软硬件具有免费升级的特点，这样云终端显示给用户的始终是软件的最新版本，而且使用云终端替代传统PC机可以提高计算机实验室的整洁性和美感，给实验实训教学创造一个良好的环境。
方案二：私有云计算基础架构解决方案
引入基于Hyper—V的服务器虚拟化来搭建私有云基础架构。Hyper—V是内建于Windows Server 2008的一种虚拟化角色或功能，能够在单一硬件服务器上，建立多个虚拟主机，让这些虚拟主机共享更多硬件上的资源，能同时独立运作各自的操作系统，并在上面执行需要的应用程序或服务。针对服务器数量需求大，单台服务器利用率低的情况，可引入基于Virtual Server的服务器虚拟化平台，用虚拟化技术实现服务器整合，具有节省空间，降低能耗，便于管理等诸多优势。
虚拟化技术是云计算的基础，在私有云解决方案中，可选用数据库服务平台SQL Server 2008以及WindowsServer 2008 R2/Hyper—V（虚拟化技术）/IIS组进行有机地融合，构建出云计算服务平台。以Hyper—V服务器虚拟化技术构建底层虚拟化平台，结合SystemCenter Virtual Machine Manager（简称SCVMM）虚拟机管理套件将现有的硬件服务器资源统一整合成为资源池，进行集中管理与调配。通过System Center实现了对整个私有云平台和动态数据中心的基础架构、应用的管理。在该管理架构下的各类计算资源可得到充分的整合与利用，各类计算资源根据需求动态地、智能地、自动化地分配到各个应用中，保证了各个应用的顺畅运行，使得整个监管系统在任何时间都可以提供给用户一个切实可查的信息。具有稳定性、易用性、安全性、高度扩展性的微软私有云架构，能够提高性能而不会成为扩展的瓶颈。
五、云计算技术应用的几点思考
云计算虽然可以为职业院校计算机实验室带来便利和高效的运行，但云计算不是包治百病的万金油，不同层次的云计算技术解决的问题都有其局限性，因此在选择云计算技术时必须要明确核心需求。基于云环境下进行计算机实验室建设，我们必须对以下几个问题进行深入、全面的思考，先谋定而后动。
1、网络畅通、带宽问题。云计算的各项服务的运行都是依托于网络而发挥作用的，对于学校现在的网络性能来说，还面临着超乎想象的挑战，云计算可能会大幅度增加互联网流量，由此引发的服务中断、网络延迟等问题会严重制约云平台使用，假若学校网络带宽不足以保证云服务的畅通，那么“云”所带来的实际效果将会大打折扣，所以如何保障良好的网络环境和网络性能是成为云计算能否在院校计算机实验室中得到高效的应用之重要前提。
2、信息资源存储策略问题。基于云计算技术的计算机实验室管理模式，是完全依赖于互联网的，因此一旦接入的链路出现连接问题，可能会导致终端访问不到任何机房资源，影响用户正常的教学，因此，在云计算技术的使用过程中，建议不要将所有的资源完全放置在云端，最佳的方式是在本地备份相应的资源，在出现故障时可临时切换。而目前一些比较大型的软件，包括专业设计软件、数据库软件与考试平台等，要想在云端运行，还需要技术与标准的不断提高才可行，需要进行进一步的探索与大量的测试。
3、安全保障问题。融入“云”也即暴露给“云”，实验室的信息资源及师生个人信息等就特别需要有可靠的安全保护。所以计算机实验室在享受云计算带来的便利之前必须对云服务提供商提出应用程序质量、可移植性和安全、对于数据提供方式的控制、认证和标准等以及数据安全性和合规性。
4、建设投入问题。学院使用云计算服务必然要把原有相关软件移植到新的云计算模式中，这就要进行原有的计算模式和云计算模式成本的比较，要考虑搭建云计算环境的价格、总体拥有成本的相关因素及自身资源和需求，要考虑是否将所有的软件应用和开发转向云计算平台等一系列问题，通过聚合服务而虚拟化的存储资源，提高现有资产的回报率。
云计算为信息技术行业带来了前所未有的机遇，云计算愿景令人瞩目。高职院校计算机实验室建设必将直面云计算技术发展的大潮，如何紧跟高新技术的发展潮流，根据学校实际灵活应用云计算技术，是摆在高职院校计算机实验室管理工作者面前的新挑战和新机遇。
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作者简介：
关键词：无线射频识别；物联网；一卡通；智慧校园
中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）03-00-03
0 引 言
随着各高校信息化建设的加速和升级，以及信息技术的发展与更新，学生和教师对无线网络通信、信息快速响应和智能管理的需求越来越大，为满足大学校园日益增长的生活和管理需求，可采用无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）的校园一卡通系统来实现。目前很多高校使用普通磁卡作为学生生活的工具，在使用过程中经常会出现错误读卡、无法读卡、数据丢失等诸多安全问题，同时多个系统使用多种磁卡，导致运维成本增加，管理困难，这种技术和方式已无法满足现代生活和管理的需要。而在日益成熟的物联网技术下，无线射频识别的一卡通有着快速、安全和容量大的特点，不仅适合大型群体的集中消费、考勤和身份认证，还可方便校园管理和减少技术维护，是智慧校园建设方案的不二之选。
1 无线射频识别技术的使用现状
一卡通系统选用国内外技术成熟的无线射频识别系统作为底层信息传输载体，采用非接触自动识别通信技术，其原理是基于变压器耦合模型，实现能量与信号传递。高频段的RFID是基于雷达探测目标的空间耦合模型，即雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机，本系统以高频段工作的RFID系统为例进行深入研究，而信息采集终端以非接触、高可靠、稳定传输的电子标签为主，对于可读范围内的电子标签，可在100 ms内完成信号发送、时钟传递、数据发送和接收，以及安全加密、防碰撞检测等一系列高速处理过程。鉴于此类特性，RFID射频识别广泛应用于人员密集的消费场所、大型仓储物流管理、高速公路不停车收费、文档图书管理、特种装备制造等领域。实现了物品或人员的自动编号、跟踪、识别、信息交互，从而组成了一个物与物、人与物链接的网络，即当下主流的物联网。国际权威机构认为，RFID是继无线通信之后的又一次信息技术革命，由此产生的科学意义和应用价值将是巨大的。
无线射频识别技术目前已经得到比较广泛的应用，但在新技术不断成熟的背景下，RFID系统的应用范围仅用于单一系统，如学校食堂消费、公交刷卡，或出入大门，每个系统都有各自的电子读卡器，即使有互联互通，也是少数。不仅如此，在管理自己的业务时，只对数据进行了最初级的使用，由此产生的社会价值极其有限。这些问题极大地制约着RFID技术的发展和价值。而对于分布广泛的RFID数据节点，其产生的数据是海量的。RFID的技术原理图如图1所示，RFID的工作原理图如图2所示。
2 校园一卡通系统组成与功能分析
2.1 系统组成
校园一卡通系统的总体方案设计如图3所示。该方案利用“云服务”和“云计算”支持 “教育云平台”，构建开放式教学平台，支持教师的在线/离线式教学和学生的自主学习，促进学生发散思维能力的培养和智慧校园的发展，充分利用云计算带来的服务为教学提供共享资源，提高教育质量。
以数据驱动的业务支撑服务，辅以校园人工管理，推进宿舍公寓、生活服务、充值消费、图书借阅、教学与课堂、系统公共安全管理等领域的业务协同系统建设，推动高效、客观、精简、公开的教育运作模式，向校园提供全方位、高质量的管理服务。
2.2 各区功能分析
2.2.1 数据处理中心
数据处理中心是园区核心计算和业务运营的支撑，负责收集、处理和分析各个子系统传送过来的数据，主要功能包括存储、计算、分析和响应（二级响应）四个部分，可实现数据的集中管理与运营，提供持续可靠的服务。
2.2.2 充值消费子系统
通过学校后勤处设立的一卡通管理中心，实现学生的一卡通充值、消费和维护，管理学生、食堂商家、购物中心、零售店与一卡通管理中心消费结算和财务数据处理，实现消费者、商户与管理者的有机、良性结合。
学生只需持一张经过授权的电子白卡，即可完成充值和消费，而系统在后台强大的软件环境和完善的硬件基础上完成信息的加工处理。后台数据库统一进行RFID卡的发行、授权、取消、挂失、充值等工作，并可查询、统计、清算、打印消费相关信息。
2.2.3 生活区子系统
生活区包括食堂、超市、服务区和运动场所，其特点是人流量大，交易量大，重点在消费和支付方面，所产生的数据是巨大的，同时也存在诸多安全隐患，加密的RFID卡可绑定个人信息和消费数据，增强安全审查，避免盗刷，确保资金安全。
2.2.4 校舍区子系统
校舍安全一直是长期困扰管理者的症结，每学期都可能会发生多起偷盗、欺诈、非法闯入等恶性事件。配备了无线射频识别技术的电子系统，可对每个出入的行人做身份检测，若无卡则无法进入。对于校园公共场所，如教室、阅览室，亦可实行同样的技术管理作用，对出入身份认证加强了管理。
2.2.5 教学区子系统
对于涉及校园与班级的活动，如上下课点名、签到、机考认证、比赛过程记录等，不仅要求必要的身份认证，还可实现活动记录、上课监测、报警管理以及安全越界等行为检测，把教和学的过程数字化，活动网络化，以实现数字校园、数字班级、数字管理的目标。
2.2.6 图书馆子系统
大学图书馆是一个专门用于收集、整理、保存、传播文献并提供科学、文化、教育和科研的庞大机构。文献是图书馆开展一切学习和科研工作的物质基础，而图书馆子系统是由信息源、信息管理者、信息用户、信息处理器组成的综合系统，是一个能进行信息收集、加工、保存、传递、使用和维护的系统。利用信息监测手段，实现学生借阅管理，帮助学校图书馆实现文献信息化管理。
2.2.7 园区安全子系统
园区安全子系统以维护校园公共安全为目的，运用安全设备构成出入口检测系统、消防安全检测系统、紧急安全响应系统、图像监控系统；由这些子系统组合成完备的电子安全系统，集中分析和处理各种敏感数据、信息，为园区安全提供有力保障。
2.3 节点功能分析
2.3.1 数据采集节点
在每个节点安装RFID接收器，主要包括各个生活和学习场所、食堂、超市、寝室、教室和机房等，这些节点分布都是学生必经的路径点，在这些地方设立卡点，采集到个人行为在某时刻的数据，获取到关键链路的第一手数据。
2.3.2 数据处理节点
数据处理节点主要包括一卡通管理中心、图书阅览管理中心等，这些均由RFID读写器组成，负责对RFID获取到的数据进行读、写操作等数据交换工作，对频繁涉及到的场所设置自动响应装置。
2.3.3 校园云平台
负责所有的云计算、数据处理和功能实现，主要由数据服务器、应用服务器和Web服务器组成，数据服务器负责处理RFID的交换信息，应用服务器处理响应事件，Web服务器负责给对象反馈处理结果，形成三位一体的系统。
3 一卡通关键技术及数据处理流程
校园一卡通系统关键技术包括校园一卡通RFID的选型与规范、RFID数据加解密与安全传输、数据处理流程。
3.1 校园一卡通RFID的选型与规范
从技术成熟度与读写器成本来看，把高频段的13.56 MHz读写系统作为本系统首选，进而对电子标签的数据进行规范要求，对信息长度进行统一，避免冗余和出错，规范过滤和处理过程，RFID数据的读写过程如图4所示。
3.2 RFID数据的加解密与安全传输
数据加密和解密伴随着数据的全部传输过程，其常用的TEA算法（Tiny Encryption Algorithm，一种小型的对称加密解密算法）每次可操作64位数据，采用128位密钥，经过64次迭代的形式进行，图5所示为TEA算法的循环过程，其中“+”表示求和，“”表示异或，“y”表示右移y位。
首先采用半导体电子白卡读取控制密码的加密信息，对存入卡中的数据进行加密，其结果用Data_New表示为：
Data_New=BATEA（Key，n，Data）
式中，Key为密钥，n为数组元素的个数，Data是某个扇区的数据，而Key可动态的进行变化，BATEA为改进的TEA算法，整个传入路径如图6所示。
3.3 数据处理流程
RFID数据流与处理方式如图7所示。
4 结 语
系统从无线射频识别的技术原理和特点入手，结合大学校园综合分布的特点和人员流动性质，对RFID进行了选型和技术分析，选择符合系统的设备型号，并从智慧校园建设方向进行了研究和剖析，得出了一种基于RFID技术的设计方案，把学生的消费数据、生活数据和学习数据条理化、规范化、数字化，大大提高了数字化管理的效率，促进了正常的生活、教学和研究，同时也加强了校园安全建设。此举为建设智慧校园打下了坚实的基础，真正做到了网络校园、数字校园、平安校园和智慧校园。
参考文献
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[关键词]物理网 智能家居 应用现状 开发
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0249-01
传感器技术的逐步应用和网络技术的全面拓展，外加性能优良的传感器的大力应用，使得智能感知有所实现。无论是家居系统产品，还是网络概念家居均表明智能家居取得了一定的成效。因此，本文将依托物联网，重点探讨智能家居开发问题，不断增强家居功能，达到远程网络互联。
一、物联网的内涵
物联网形成于研究人员在不同领域的探索成果的汇总，研究人员在普适计算机方面开展的探索活动是物联网问题的根本原因。各个学者面向物联网给出了不同的定义，其中欧洲项目组认为物联网是商业和信息交流之间的参与者，可促进社会的前进，是可有效互动、和外部环境发生交换获取的信息数据，免受人为干预，能够自发做出某些行为，提供所需服务，可精准展现和作用真实生活的某些事件。但RFID项目组将物联网看作形成于标准通信协议之上，通过具备位移地址对应互联网物体组建的网络。物联网能够划分成不同的层次，其核心技术为射频识别以及纳米技术等。
二、智能家居概述
智能家居系统主要包含内网、外网以及网关这三个部分。对于内网主要是在家电及其余设施之间建立联系，属于局域网，而外网通常为小区局域网，可进行远距离传输。对于网关主要联系内网与外网，达到外网对内网的全面控制。
当下智能家居系统通常具备下述功能：其一，灯光智能控制。参照室内光线强度合理调整照明设备开光，进而让室内光线处于理想状态；其二，家电智能控制。围绕家电实施自动控制，可参照室内温度合理开关空调；其三，智能安防功能。现有家庭安防系统具备火警异常情况监控功能，如果出现异常，则安防系统便即发出警示，通过紧急处理将损失减小到最低程度。
另外，也涉及家居设线系统等内容。因在技术水平与经济成本等内容上存在制约，现下并未研制出成熟的家居系统，然而借助无线传感器自身突出的扩展能力，当设计系统时提前保留扩展接口，即便要增设设备或优化技术也无需面向现有系统开展改造调整活动，只要经由FIRMWARE升级，利用节点扩充便能够达到系统升级的目的。
三、物联网当前的应用情况
现阶段，对智能家居而言，物联网应用一般表现在家庭自动化以及安防系统等内容中。家庭自动化主要指代面向传统家用电器装设传感器，配置执行器，转变为智能家电，是传感器网络的基本节点，同时，利用互联网和外部网络形成互联，让用户能够面向家电实施远程操作。而安防系统主要指代针对住宅设置传感器节点，以此来监控火警等异常状况，如果出现意外，上述节点便把危险信息传输至终端，第一时间警报，进而能够马上处理险情，以免进一步扩大。
四、基于物联网的智能家居开发
形成于互联网之上的智能家居具体包含居住环境体会和互动、相关数据传送以及应用服务层。其中居住环境体会和互动指代把所有的传感器构建连接，以此来提供赢得居住环境主要物理信息与居民基本生活状态等项目。网络数据输送可实现居住环境状态与居民信息的有效传输。而应用服务层可依照收集的数据达到自主支配家居设备这一目的。
（一）整体设计
1.智能网关设计
家庭智能网关在智能家居设计活动中占据着核心位置，可采集并整合各个网段的信息。从内部家居网络层面而言，其和ZigBee协调器紧密相连，且为住宅信息的基本出口；从外部网络层面而言，其和互联网紧密相连，它为远程操作指令连进家庭内部网的末尾工序。因内部及外部信息均借助家庭智能网关完成传输，由此可知，该设计可提升智能家居的可靠性和安全性；
2.网络层设计
形成于物联网之上的智能家居内部的网络传输主要负责管理每一个住宅设备自身的网络信息传送，且具备远距离控制平台的关联系统。对于网络层设计主要涵盖家庭智能网关以及控制中心等多项内容，其中传输的信息强调控制与数据信息，具体存在有线及无线传输类型。比较有线及无线传输发现，无线传输更容易管理，由此可知，无线传输将更为常用；
3.感知层设计
依托ZigBee节点构建形成的ZigBee主要分布在感知层中。其内部的传感器可借助ZigBee节点把居住环境信息发送至智能网关，同时，应用层自身的指令信息可借助ZigBee节点传达给执行设备，进而完成预定操作。借助一系列传输，达到底层ZigBee节点的有效连通；
4.应用层设计
应用层设计在智能家居设计活动中占据着重要位置，当下的智能家居，其应用层设计以家居安防监管、家庭信息规划、家庭信息加工和家庭环境监控。
（二）硬件设计
具体分部如图-1，形成于物联网之上的智能家居，其硬件设计一般把节能看作重点内容进行探究。局域网自身的微处理元件及通信设备选取关乎智能家居系统实际功耗与具体的传输效率，且末端节点的可靠性及工作效率关乎着整个系统的稳步工作时间与安全性。因此，形成于物联网之上的智能家居自身的硬件设计需重视微处理元件以及通信方式自身的节能设计。
结语：
我国在智能家居中的起步较晚，然而因生活水平的不断提升，人们在家居环境方面提出了严格的要求，通过国家政策的支撑，智能家居的探索越来越频繁。一些大企业更是争相推广、大力宣传智能家居，部分通信商甚至把物联网服务看作主要发展方向，这为智能家居的提升与发展创造了难得的契机。
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作者简介：
［关键词］战略性新兴产业 中关村 体制机制 创新驱动
战略性新兴产业具有知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好等特征，对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用。发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。美、日、欧等国家和地区将新能源、生物医药、节能环保等新兴产业列为国家战略。我国也将包括新能源、新材料、生物等在内的七大战略新兴产业加以重点部署。中关村作为国家自主创新示范区，是我国技术创新的源头和体制机制先行先试区，肩负着引领我国战略新兴产业跨越发展的重要使命。本文将从中关村在国家战略性新兴产业发展中的地位和作用出发，着重分析说明中关村到底引领什么，怎么引领。通过对引领机制和路径的探索，以期更好地发挥中关村的创新资源优势和引领示范作用。
一、中关村引领国家战略性新兴产业发展的总体思路和原则
1.总体思路
抓住世界新一轮科技革命、国家加快培育和发展战略性新兴产业的重要机遇，依托中关村现有产业基础和智力资源密集优势，破除体制机制障碍，积极探索产业资源集成、产学研创新、产业投融资以及地区产业促进等方面的新机制和新路径，在战略性新兴产业领域，率先突破重点细分领域的核心和共性技术，实施一批重大示范项目，推动重点领域的技术突破、市场形成和跨越式发展，加强北京市乃至更大范围内的区域产业分工协作，打造成为我国战略性新兴产业策源地，辐射带动国内其他区域战略性新兴产业发展，引领国家战略性新兴产业抢占国际产业竞争制高点。
2.发展原则
重点突破。引领并不是要强调全方位、全领域、面面俱到，而是既要综合考虑国家战略性新兴产业发展对中关村的要求，又要紧密结合中关村发展实际，充分发挥其自主创新能力强、创新成果输出多、体制机制先行先试等方面的优势和特色，有重点、针对性地引领国家战略性新兴产业跨越式发展。
创新驱动。大力推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，将“创新”的理念融入到引领的全过程中，不仅体现在重点领域关键核心技术的突破，更体现在体制机制的创新以及区域联动共赢发展模式的探索等方面，引领国家战略性新兴产业快速健康发展。
开放合作。充分借鉴国外新兴产业发展经验，积极参与和融入全球创新资源分配和高端产业分工，吸引全球范围内的人才、技术、创业投资、跨国公司研发总部等高端资源聚集，加强国际交流与合作，引领国家战略性新兴产业抢占国际竞争制高点。
二、中关村引领国家战略性新兴产业跨越发展的路径选择
1.突破重点产业领域
相对传统成熟产业，战略性新兴产业处于产业开发初期或成长突破期，面临风险相对更高，发展过程中伴随着技术、市场、政策、商业模式、与原有产业的兼容或替代等一系列风险和不确定性。如何有效规避发展风险和不确定性，引领我国抢占全球战略性新兴产业制高点成为中关村亟待解决的问题。
突破关键和共性技术。顺应全球战略性新兴产业发展趋势，信息网络技术、生物技术、纳米技术、新能源、新材料技术等将成为关注重点。中关村应发挥创新资源聚集优势，探索适宜的资源集成路径与模式，着力突破一批战略性新兴产业领域的关键和共性技术，发挥国家战略性新兴产业核心技术攻坚主力军和技术突破引领者的作用，为国家战略性新兴产业跨越式发展提供有力的技术支撑。例如，在新一代信息技术领域，重点突破新一代移动通信、下一代互联网、高端软件、物联网、云计算等领域的核心技术。
探索产业发展新模式。目前，我国战略性新兴产业处于发展初期，仍存在上下游产业链条不对接、不完整，产业运营模式、商业模式、行业监管模式、行业扶持模式不尽完善等诸多问题。中关村聚集了大量新兴产业领域龙头企业，是我国商业模式创新的典型区域，拥有一大批行业技术、标准领先的领军企业，产业上下游资源密集，具备疏通产业链条、探索产业适宜运营、监管模式的良好基础，且作为国家自主创新示范区，具有产业政策、改革等方面的先行先试优势，未来，可以加强政府采购、产业基金等各项促进战略性新兴产业发展的扶持政策、产业引导模式等方面进行深入探索，在产业发展模式探索、商业模式创新、疏通产业链条等方面发挥重要的探索和示范作用。
推进创新成果应用示范。战略性新兴产业发展要高度重视需求市场的培育，需求拉动产业的快速、健康发展。中关村将在先进成果应用示范、产业新兴市场形成方面发挥积极作用。围绕战略新兴产业重点领域和关键技术，部署建设数字娱乐、导航产业、云计算、物联网等一大批应用示范工程和示范基地，实施“关键技术示范工程”和“重大科技成果产业化工程”，加快新兴市场培育。同时，通过设立分公司、共建产业化基地等方式，加强中关村科研院所、企业与国内其它区域的合作，加速中关村战略新兴产业先进技术的产业化进程，拓展新能源、新材料等领域创新成果的推广应用范围。
加强标准的制定与推广。“一流企业做标准、二流企业做技术、三流企业做产品”成为国际经验，我国要抢占国际制高点，战略性新兴产业领域技术标准、服务标准的研制和推广至关重要。中关村作为我国高技术产业创新高地，已取得了TD-SCDMA、闪联、McWiLL、无线物联网芯片等大批国际标准。未来要紧抓“中关村标准创新试点”建设契机，鼓励企业、机构、联盟等通过产学研合作、共同申报项目、国际合作等方式，承担国际、国家、行业、地方标准的制定，在新一代信息产业、节能环保技术、高端装备制造、新能源、新材料等领域取得重大标准突破，并发挥中关村各类联盟优势，集成相关产业上下游各类创新资源，推进标准的研制和推广。
2.探索体制机制创新
产业资源集成机制。新兴产业兴起和快速发展离不开创新资源的支撑，中关村应发挥区位和资源优势，加速战略新兴产业高端创新资源聚集。⑴通过建设中关村科学城、未来科技城等一批重大“央地合作平台”，推动央企研发中心、总部机构、高端制造基地及重大成果转化项目落地，形成“央地”资源协调长效对接和服务机制。⑵利用首都国际大都市优势，围绕战略性新兴产业重点领域，吸引以跨国公司、侨资为代表的国际产业组织、行业协会在京设立研发中心和总部机构，探索国际研发机构参与国家、北京市科技项目新模式。⑶大力发展民营总部经济，吸引民企集团在京设立研发中心、总部机构，支持民企参与国家或市级重大科技项目、重点示范工程，快速融入首都战略性新兴产业大战略。⑷推动市属国有企业、事业单位及科研机构改革，积极参与战略性新兴产业重点领域的技术研发、工程建设、项目管理与服务等发展环节。
产学研合作机制。产学研合作对战略性新兴产业前沿技术研发、成果转化、标准制定、行业规范发展及市场规模扩大具有重大促进作用。创新产学研合作机制可以通过：⑴借鉴台湾工研院、斯坦福技术许可办公室经验模式，推动园区与在京高校院所全面合作。⑵鼓励企业单独或联合建立国家和市级工程中心、工程实验室等科研平台，探索研发准备金制度，强化企业创新主体地位。⑶通过专项资金、项目委托、活动联合等形式，鼓励合作主体共建产业联盟和行业协会，尝试将行业规范制定、业内资质认定、行业技术标准制定等部分职能移交、委托或授权给行业协会。⑷鼓励科技咨询、技术转移、评级担保等科技中介组织发展，健全“科技孵化器―科技加速器―产业基地”一体化产业创新服务体系。
产业投融资机制。战略性新兴产业发展和技术创新资金需求量大，中关村需加快建立科技、产业、金融以及政府相关主体对接机制。⑴建立政府创业投资资金引导机制，加强北京市参股设立创投基金运营管理，发挥政府创投基金母基金作用，参股各类天使投资、风险投资基金，引导社会资金投资新兴产业。⑵建立多层次资本融资市场，鼓励符合条件的高科技企业利用主板、中小板、创业板、海外市场等资本市场融资，探索发行科技型中小企业集合债券；扩大中关村非上市公司代办股份转让试点范围，组建全国统一的场外交易市场，建立资本市场转板制度，为私募股权基金投资和退出搭建平台。⑶试点放宽创投企业结汇限制，支持社保基金、保险资金、高校、大型企业及其他投资机构设立和发展股权投资基金，鼓励各类金融机构开展知识产权质押、股权质押等面向科技企业的金融产品和服务创新，鼓励企业开展境外投资，加大信贷、保险外汇等支持力度。
地区产业促进机制。欧美日等发达国家和地区政府为促进新兴产业发展而出台的技术研发、应用示范、政府补贴等一系列政策，为中关村积累了丰富的经验。⑴支持企业、高校和科研机构联合承接战略性新兴产业重点领域国家科技重大专项，积极对接中科院、重点高校和科研机构产出的重大科技创新成果，支持重大项目落地转化。⑵实施产业基础配套和高端制造支撑工程，在下一代互联网、新一代移动通信、智能电网、新能源汽车等领域，谋划一批战略性基础设施，在集成电路、新能源、生物医药等领域落地一批高端制造项目。⑶围绕城市建设管理和绿色经济发展需求，在三网融合、云计算、物联网、新能源等领域开展一批关键技术和产品应用示范工程，通过政府购买、资助、补贴等方式引导消费模式转变，将战略性新兴产业产品优先纳入政府采购目录，加大政府采购力度。
3.构建联动发展格局
整合市域内空间资源。结合北京城市规划实施评估和中关村国家自主创新示范区空间规划调整，统筹各类功能区空间资源，系统谋划战略性新兴产业科学布局和集聚发展。按照“集中布局、集群发展”的理念，重点依托海淀和昌平南部地区打造北部国家战略性新兴产业带，依托大兴与北京经济技术开发区打造南部国家战略性新兴产业带，加快建设中关村科学城科技创新中心和未来科技城人才创新基地两大战略支点，整合各区县产业发展空间，打造一批规模特色产业基地，构筑“两城两带、一核多点”战略性新兴产业发展格局，加强与京津冀及全国其他地区产业创新协作，在全国范围内形成战略性新兴产业联动发展局面。
加强京津冀创新协作。确立“大区域协同创新发展”理念，谋划在更大范围、更高层面上的区域间协作，深化产业链合作、设施共建、资源共享、平台开放等层面的合作。引导龙头企业通过总部经济模式，促进不同区域在研发、中试、生产等不同环节优势互补，打造京津冀整体的战略性新兴产业链条，实现企业创新发展与区域合作共赢。以重大项目为纽带，推进在京国家重点实验室、产业技术联盟等资源开放共享，形成与天津、河北等地区在重大项目共建、协同创新、服务配套等方面的协作，提升区域整体产业竞争力。加快推进京津塘产业带规划建设，与天津、河北共建特色产业基地或园区，加速产业要素的配置、产业链环节的衔接，打造京津冀地区完整的优势产业链条。加强京津冀在资源、环境领域的全方位科技合作，加强技术联合攻关与节能减排技术和产品的应用。
强化中关村在全国范围内辐射效应。依托中国技术交易所等技术交易平台，探索建立完善技术产权交易制度、机制和规范，创新交易产品和服务内容，聚集要素资源，完善技术产权融资等配套功能，打造具有国际影响力的技术交易平台，辐射带动全国技术市场和国内其他区域战略性新兴产业发展。加强中关村管委会、中关村发展集团等平台与国内其他区域部门的沟通、协调，围绕战略性新兴产业领域发展需求，通过共建基地、设立中关村各功能区子园区等模式，将中关村品牌辐射到国内其他区域，为所在区域吸引、集聚人才、科技等要素资源，在全国范围内形成战略性新兴产业链条分工合作联动发展格局。
三、中关村引领国家战略性新兴产业发展的保障措施
1.加强高端人才培养和引进
制定鼓励企业参与人才培养的政策，建立校企联合培养人才的新机制，促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。发挥研究型大学的支撑和引领作用，加强战略性新兴产业相关学科建设，增加急需的专业学位类别。落实国家和北京市高级人才引进政策，聚集拔尖领军人才与科技创新要素，包括引进高层次人才与高端智力以及引入国际科技与创新要素两方面。加快完善期权、技术入股、股权、分红权等多种激励机制，鼓励科研机构和高校科技人员积极从事职务发明创造。建立科研机构、高校创新人才向企业流动的机制，加强高技能人才队伍建设。完善人才保障政策，对符合条件的专业人才给予落实户口、配偶工作安置、子女入学教育等方面的政策优惠。
2.完善财税金融等扶持政策
落实国家战略性新兴产业相关财税政策，通过股权投资、奖励、补助、贴息、资本金注入、财政返还、税收减免等多种方式加大扶持力度。完善科技成果转化和产业项目联席会制度，加强对战略性新兴产业重大项目的资金支持。充分发挥股票、债券等多层次资本市场融资功能，鼓励符合条件的企业上市融资，引导风投机构、民间资本投资战略性新兴产业，拓宽融资渠道。研究并制定促进政府公共服务部门和国有企业采购具有自主知识产权的产品及服务的专项政策，逐步完善政府采购有关机制，发挥政府采购在战略性新兴产业重点领域发展中的重要作用。通过首购、订购、首台（套）、推广应用等方式，积极培育市场。
3.加快统计指标体系构建
在现有统计指标体系的基础上，建立和完善战略性新兴产业统计指标体系，进一步梳理新兴产业细分领域分类，推进统计管理体制改革，统一产业业态划分口径，科学设置新兴产业统计指标体系。加强统计分析，掌握战略性新兴产业的发展趋势、规模、技术水平及产业结构，将新兴产业发展纳入绩效考核体系，列为绩效考核的重要内容，定期通报新兴产业发展情况，形成发展新兴产业的工作氛围。对新兴产业的发展现状和趋势进行科学评价，定期监测报告。
4.加强国际交流与合作
深化与新兴产业发达的国家和地区经贸交流，构建全方位开放合作格局，整合国际资源，鼓励外资投向战略性新兴产业领域，大力引进海外高层次人才和团队；鼓励企业走出去，投资建立海外生产基地、资源供应基地和研发中心，开展海外资源、专利技术、著名品牌、商业网络和制造基地收购；研究建立战略性新兴产业进出口扶持措施，支持企业进口关键设备和引进先进技术。
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