云計算技術簡述范文
時間：2023-07-14 18:04:06
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篇1
關鍵詞： 云計算； 結構； 虛擬化； Web服務
中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）12?0067?04
0 引 言
自計算機問世之日起，人們對計算機資源日益增長的需求促進了計算機技術的發展。20世紀中葉起，對于在科學計算、系統仿真等領域需要處理大規模、海量數據的問題，往往通過增加投入來提升計算機系統性能的解決方案，相應出現了分布式系統、并行計算等。在90年代互聯網背景下，通過網絡從外部獲取計算能力、存儲等資源已成為學術界和產業界所共識的解決途徑，出現了網格計算技術。近年來在全球化浪潮下，隨著計算機系統在工業設計、生產制造、商業物流等領域更進一步的應用，云計算成為當前信息技術領域的熱點話題之一[1]，它體現了“網絡即計算機”的思想，以便利、經濟、高可擴展性等優勢成為學術界、產業界和政府機構等各界關注的焦點，被認為是互聯網經濟后又一個重要的IT產業增長點，具有巨大的市場增長前景，IDC預測在2015年云計算產業規模將達到729億美元[2]。
1 云計算簡介
1.1 云計算的定義
從不同的應用角度出發，業界對云計算的定義有不同的認識，目前普遍接受的是美國國家標準與技術研究院（NIST）對云計算的定義[3]：云計算是一種模式，能以便利的、按需方式通過網絡訪問的可配置計算資源池（如網絡、服務器、存儲器、應用和服務），這些資源只需要極少的管理成本或干預，就可以快速部署與。
雖然用戶都是通過終端使用計算機資源，但云計算通過更靈活的方式為用戶提供服務，如云終端除計算機設備之外，也可以是PDA、智能手機等智能終端；整個網絡虛擬為一個大型計算機，網絡上的服務器、數據庫、應用服務、儀器設備組成資源云；云終端與資源云的通信鏈路可以是計算機網絡，也可以是移動數字通信鏈路。
私有云為特定組織內的用戶提供服務，數據與程序都在組織內部管理。私有云可以大大提高系統的安全性，而且服務提供商可以更好地掌控基礎設備的架構，但所能使用的用戶也受到一定限制。
在混合部署模式中，用戶往往是將關鍵數據或信息放置于私有云中，將非關鍵的服務外包給公共云服務提供商，放置在公共云上處理，這種方式是目前情況下較好的解決方案。
2 云計算的層次體系與特征
2.1 云計算的層次體系
2.2 云計算系統的特征
從作用角度看，云計算系統具有以下幾個外部特征：
隨時隨地任何網絡接入。即云終端設備不只局限于工作站、便攜電腦等計算機終端，也可以是智能手機、手持設備等。只要用戶設備可以連接網絡都可以獲得云計算服務。
隨需定制自助服務。用戶可以根據自身的需求獲得云計算中的資源，且在服務定制過程不需要與服務提供商進行人工交互。
共享資源池。云計算系統中所有資源都被整合成一個動態資源池，以多租戶模式提供給所有客戶?？蛻粢话悴恍枰私赓Y源的物理位置，但需要時也可以指定特定資源。
快速彈性部署。云計算服務可以快速、彈性地提供服務，即可以快速擴展也可以快速釋放，對于用戶而言可以在任何時間購買任何數量的資源。
可監測與計量的服務。通過服務監測可以優化資源的使用，通過對資源使用情況的計量可以進行服務定價與收費。
3 云計算的關鍵技術及發展現狀
3.1 虛擬化技術
“虛擬化”是IBM提出的應用于計算機領域的概念，其目的是通過虛擬機讓更多的操作人員借助終端設備使用計算系統，以充分利用相對昂貴的硬件資源，在實際發展過程中虛擬化技術有很多種定義。虛擬化技術使得共享底層結構下的分布式虛擬環境成為可能。目前，虛擬化技術實現了資源的邏輯抽象和統一表示，是實現云計算的關鍵。虛擬化技術不僅消除了大規模異構服務器的差異化，而且借助虛擬化技術的伸縮性和靈活性，可大大降低云計算系統管理的復雜度，提高資源利用率，從而有效地控制成本，提高運營效率。IBM采用“藍云”計算平臺硬件級別虛擬化和開源軟件虛擬化兩個級別的虛擬化[5]。
目前虛擬化技術的研究主要是針對小規模少量請求服務系統展開，結合SOA服務和大規模并發服務情況的研究還需要加強，同時虛擬化技術也會相應地引入一系列安全性問題。
3.2 面向服務的體系結構
SOA是為了解決信孤島和遺留系統問題，滿足Internet環境下業務集成的需求，通過連接能完成特定任務的獨立功能實體的軟件系統架構[6]。對于SOA與云計算是競爭還是互補融合的關系，業界也有不同的看法，但從本質上看，SOA和云計算都是圍繞服務而展開，只是二者對于服務的定義及范疇有所不同。SOA將應用程序的不同功能單元通過定義良好的接口聯系起來。接口采用中立的方式進行定義的，它獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構建在各種這樣系統中的服務可以以統一和通用的方式進行交互，云計算服務的快速彈性部署離不開SOA的支撐。
但目前SOA的服務基本是以軟件領域為主，將所提供的服務進行包裝、組合，按一定流程運轉產生新的功能。而云計算認為所有的資源都是服務，除軟件服務之外，還有硬件、平臺服務等，SOA還需要更好地結合到云計算的應用模式中。
3.3 數據存儲和管理技術
云計算中的數據具有海量、異構、非確定性等特征[7]，同時云計算系統往往需要同時滿足大批量用戶的服務需求。因此，云計算系統需要采用有效的數據管理系統對海量數據進行分析和處理，其數據存儲系統必須具有高吞吐率、高傳輸率、高可擴展性、高可靠性等特點。同時還需要考慮數據快速定位、數據安全性以及底層存儲設備的存儲量均衡等。
目前云計算的數據存儲和管理技術主要有Google的GFS（Google File System）[8]，Amazon的Dynamo[9]，HDFS（Hadoop Distributed File System）[10]和BigTable[11]。包括Intel，Yahoo等大部分IT廠商的云計劃項目中都采用HDFS數據存儲技術。
以上這些技術從數據組織、數據集成、數據管理、數據的分布式并行處理、數據分析等方面進行了研究，但隨著新的應用場景不斷出現，使得云計算系統的數據管理和存儲方面不斷面臨新的挑戰。
3.4 編程模型
為了實現服務的快速彈性部署，云計算平臺上的編程模型必須簡單，以保證后臺復雜的并行執行和任務調度向用戶和編程人員透明。目前云計算系統流行的編程模式有MapReduce[12] ，Dryad等。MapReduce的思想是通過“Map”函數將任務進行分解并分配，通過“Reduce”函數將結果歸約匯總輸出。Hadoop是MapReduce的開源實現，目前已得到Yahoo，Facebook和IBM等公司的支持。Dryad是Microsoft于2010年底的分布式并行處理編程系統。它將一個應用程序表示成一個有向無環圖（GAG），頂點表示計算，頂點之間的邊表示用來傳輸數據的通道，可以采用文件、共享內存的FIFO或TCP管道等傳輸機制。Dryad可以使開發人員在Windows或.NET平臺上編寫大規模的并行應用程序，也可將單機上完成的程序移植到并行計算系統上。
4 云計算面臨的問題
云計算作為新興的計算模型正方興未艾，但云計算并不是對現有技術的簡單重組，要真正實現NIST所定義的云計算系統還需要解決諸多問題。
首先是云計算的內涵問題。SaaS，PaaS，IaaS等3個層次的劃分只是對云計算的初步認識，云計算的內涵組成和外延發展等還存在多種解讀，給云計算的具體實現和未來發展帶來不確定性。
在云計算系統的管理方面，必須考慮云系統之間的互操作性，為實現云系統之間的自動交互，必須能夠提供跨云的管理策略。
安全性是云計算系統面臨的另一重要問題。用戶存儲在云中的數據安全和隱私問題必須得到保證，虛擬化雖然可以使云計算更易于管理，但也使得系統的安全問題變得更為復雜。另外，服務質量（QoS）是云計算繞不開的另一問題，如大量遠程用戶使用數據密集型或交互式服務時服務延遲，服務失效時的重新部署或動態遷移等，只有QoS得到保證，云計算才存在需求和發展空間。服務定價機制也是云計算系統面臨的另一個挑戰，也是云計算系統實現商業化的前提，合理的定價機制才可以促使用戶合理地使用資源，提高系統的利用率。
5 結 語
云計算具有廣闊的應用空間和發展前景，相關的各項關鍵技術也在迅速發展中。本文介紹了云計算的概念，分析了層次體系，對實現云計算的關鍵技術進行闡述，對主流技術的特點進行分析。但云計算在系統安全性、服務質量、定價機制等方面還存在諸多問題，需要進一步深入研究。
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篇2
關鍵詞:云計算;數字資源;虛擬化;共享;分布式計算;并行計算
目前云計算沒有一個統一的定義。大家普遍認可云計算是一種基于互聯網的計算模式,也是IT技術和應用實踐長期演變的產物,是并行計算、分布式計算和網格計算的新發展,是IT基礎架構管理的方法論[1]。
從應用的角度來看,云計算通過虛擬化等技術動態整合、共享軟硬件資源實現投入產出效能最大化的解決方案,利用信息服務自動化技術,將云系統中的基礎設施、平臺及軟件均以服務的形式提供給終端用戶。云計算最終實現隨時獲取、按需使用、按量付費,使用IT基礎設施就如同使用煤氣、水電等公共設施一樣簡單、易用。
隨著云計算應用范圍和深度日益拓展,對高等教育信息化建設也提出了新的機遇和挑戰。因此,我們需要用全新的視角去審視高校目前的數字化資源建設,并積極進行方案的研究、探索和實施,在新一輪基于云計算的高校數字化建設中爭取新的突破。這也是本文的出發點和立足點。
基于云計算的數字化建設,是一項規模龐大、涉及面廣、技術復雜、任務艱巨的系統工程,需要前期深入調研,特別是借鑒Google、IBM、Amazon、Microsoft等目前成熟的云計算應用項目,結合高校的實際情況,進行必要的可行性分析,之后再進行科學規范的系統設計、系統實施和運行維護。
為了能夠抓住主要矛盾、突出重點,本文從基于云計算的高校數字化資源建設的兩個主要部分來闡述,即云計算資源平臺建設和基于該平臺的數字化資源建設。
1云時代高校數字化資源建設的必要性和緊迫性
1.1目前高校數字化資源建設中存在的主要問題
目前,我國高校的數字化資源建設取得了很大成績,但也存在著一些不容忽視的嚴重問題,概括起來主要表現在如下方面:
1) 基礎設施利用率低、數字資源共享度弱。目前,隨著高校信息化建設的推進,IT基礎設施也與日俱增,而據統計資料顯示,這些基礎設施的平均利用率不到50%。另外,高校的優質數字化資源通常掛在校園內網上,對于校外用戶的共享存在不少限制,造成了不必要的資源浪費。
2) 資源建設、分布不平衡,重復建設嚴重。高校間的學科、專業重疊交叉較大,勢必造成高校數字化資源建設的不斷重復和浪費。
3) 規劃欠科學、標準欠明確。一些高校數字化資源建設沒有明確國際、國內或者行業標準;對于學科、專業與課程建設的整體規劃考慮不周,從而影響到資源的質量、管理及應用效果。
4) 資源維護不到位。數字化資源在其整個生命周期內必須進行改正性、適應性、預防性和完善性維護,需要推陳出新、與時俱進。
5) 資源管理不完善。隨著多媒體、新技術的應用,數字化資源的類型日益豐富、數據結構日益復雜、數據量快速膨脹,而資源管理系統對于資源的有效組織、存儲、檢索和分析存在諸多不足,很難有效發揮數字化資源應有的作用。
6) 資源評價不足。數字化資源建設不是為了建而建,而是為用而建。因此,在資源的使用過程中,對其應用效果的好壞必須進行有效評價,并及時反饋到資源制作源頭,不斷完善,才能真正建以致用。
1.2云計算環境下高校數字化資源建設的必要性
云計算為高校教育信息化建設提供了一次難得的機遇,作為其重要組成部分的數字化資源建設基于云計算率先邁出一步是非常必要,主要表現如下方面:
1) 提高基礎設施利用率,擴大數字資源共享度,避免資源重復建設。云計算能夠改變傳統IT基礎設施建設和交付使用模式,為資源共享帶來了變革。校際之間的數字化資源共享將變得更加通暢;云計算提供對終端設備的跨平臺、多樣化支持,只要網絡通暢,云用戶就能隨時訪問、自由選擇、按需使用付費,為資源共享帶來了天然優勢。另外,云計算可以無限整合國內外高校優質數字化資源,形成一個超大規模的學科、專業、課程數字化資源庫。有效地解決了數字化資源建設分布不均,甚至重復建設問題。
2) 提高資源管理和應用水平。云計算系統通過先進的虛擬化技術、分布式技術和并行技術對數據資源進行高效計算、存儲、分析、檢索和管理,其高可用性和高可靠性能夠保證數字化資源建設和資源服務運轉良好;通過自動化、智能化的手段實現云計算系統的可運營、可管理和可維護,為云用戶提供優質、高效、低成本服務,進一步提高數字化資源應用水平。
3) 系統安全性得到加強。信息集中存儲和管理便于專業團隊采取專業安全防控措施與手段,可以避免因為個人原因(如感染病毒、木馬入侵、設備損壞)造成的數據丟失、破壞等情形。另外,云存儲服務的冗余存儲、容災機制都是數據安全的保證。
4) 便于對資源應用效果進行評價?；谠朴嬎闫脚_的數字化資源在各高校范圍內共享程度更高,也能夠在更廣泛范圍內接受云用戶的評價,從而促進數字化資源建設的不斷完善。
2云計算主要技術
云計算是面向密集型數據、超大容量存儲和超大規模計算的新型計算模式。在數據存儲、數據管理、編程模式、并發控制和系統管理等方面具有其獨特的理念和技術。云計算的主要技術包括虛擬化技術、分布式計算技術、并行計算技術等。
2.1虛擬化技術
虛擬化是一種早已廣泛應用的技術,是指從邏輯角度來配置、管理和使用物理資源。虛擬化技術是云計算最重要的支撐技術。通過全虛擬化、半虛擬化和硬件虛擬化技術實現了云計算平臺硬件資源的邏輯抽象和統一表示,從而跨越了硬件設備固有的物理隔離障礙,提供了透明、統一的虛擬運行環境,明顯提高了資源利用率、降低了管理復雜度,同時為云計算系統的可伸縮性和可擴展性提供了有效保證。
2.2分布式計算
分布式計算是近年提出的一種新的計算方式,是對多線程、多任務思想的發展。中國科學技術信息研究所給出的定義是,“所謂分布式計算就是在兩個或多個軟件互相共享信息,這些軟件既可以在同一臺計算機上運行,也可以在通過網絡連接起來的多臺計算機上運行?！?/p>
云計算屬于分布式系統,利用云計算系統資源池中處理器和存儲設備的閑置計算和存儲能力,處理云客戶的請求,并為其提供相應服務,保證云系統的可靠性和可擴展性,使云計算成為擁有處理超大規模數據能力的新型計算模式,分布式計算也開拓了更廣闊的用武之地。
2.3并行計算
并行計算,是相對于串行計算而言的,即同時對多個任務或多條指令或多個數據進行處理。并行計算可分為時間上的并行和空間上的并行。時間上的并行就是指流水線技術,而空間上的并行則是指用多個處理器并發的執行計算[2]。并行計算的主要目的是充分利用系統資源,快速解決大型且復雜的計算問題。
3云計算數字化資源平臺建設
3.1云計算系統架構設計
云計算對于其系統架構(圖1)設計和建設提出了新的、更高的要求,需要綜合應用虛擬化、分布式計算、并行計算等技術,建議采用開源軟件,加強中間件等基礎構件的建設,保證基礎架構的高可靠性、高可用性和高擴展性。
1) 硬件資源層。該層主要包括基礎設施子層和虛擬資源子層,是云計算系統架構的最底層,提供最基本的物理資源,包括計算、存儲、數據和網絡設備,并通過虛擬化技術和集群技術對底層硬件資源進行抽象,消除物理硬件的限制,降低了硬件管理復雜度,提高了硬件資源的利用率,有效控制其成本,并且保證了云計算系統的可擴展性。
2) 軟件平臺層。該層主要由操作系統和中間件組成,實現計算能力、存儲資源的調度、協調和監控,從而為業務應用提供基礎運行環境和基礎服務支撐。操作系統子層負責與虛擬機對話,并提供最基本的軟件環境和系統服務支撐;中間件子層對網絡協議和軟件平臺進行抽象和統一表示,從而實現對軟件運行環境進行按需定制,并且對各類業務應用提供基礎服務和管理。
3) 應用服務層。該層主要由應用接口層和應用服務層組成,主要功能是向云用戶提供應用服務和解決方案。應用接口子層用來將云計算功能封裝成一套標準的接口,支持開發新的應用,提供新的服務和解決方案;應用服務層位于云計算系統架構的最高層,是云計算系統與終端用戶的接口,直接面向用戶,分別以IaaS、Paas、Saas形式向用戶提供各類計算、存儲服務。
3.2云計算系統管理設計
云計算管理系統是云計算的靈魂和神經中樞,通過自動化、智能化的手段實現云計算系統的可運營、可管理和可維護。
基于使用Xen、KVM等虛擬化開源管理軟件及Linux開源操作系統實現對計算資源、網絡資源和存儲資源形成資源池,通過集群技術對云計算系統資源進行集中管理和調度,實現各節點協同工作,保證完成部署、監控、調度、分配、協同、冗錯、負載均衡、故障恢復等功能,及時向用戶提供可靠并按需定制的IaaS、PaaS、SaaS服務。
基于分布式計算、并行計算模式,支持分布式數據管理系統,融合分布式文件管理、超大規模數據管理、數字介質管理、數字內容檢索和分析等功能,實現對密集型數據進行存儲、查詢、處理,同時保證數據一致性和完整性。保證超大規模數據存儲、處理和分析性能,提供多種便捷的文件檢索、訪問方式,支持多副本機制、可實現冗余備份,向云用戶提供高可靠性、高可用。
目前,基于GFS分布式文件系統、BigTable大規模數據管理、MapReduce并行計算、Chubby分布式資源鎖機制等技術的Google云計算系統是成熟的數據資源管理模式,以及在此基礎上的開源組織Hadoop開發的HBase和HDFS等技術,在云計算平臺的應用日益廣泛,也是可參考的管理計算模型。
4基于云計算的數字化資源建設
4.1科學規劃數字化資源體系
基于云計算的數字化資源建設是一個有機的系統工程,因此,必須從系統的觀點出發,科學地規劃整個數字化資源體系。
目前的數字化資源建設主要面向課程,主要針對課程的試題庫、素材庫、課件庫、案例庫、常見問題庫等數字化資源建設。其實,課程蘊含在學科和專業中,因為學科、專業和課程建設是構成高等教育的三個基本要素,任何一所高等學校都必然包含這三個要素,缺一不可,因而對這三個要素的建設就成了高校的三項基本任務。由于學科、專業、課程三者之間存在著既相互區別、又密切聯系的辯證關系,決定了學科建設、專業建沒與課程建設之間的關系也是互有異同、對立統一的[3]。因此,數字化資源建設應該著眼于學科、專業和課程三位一體的科學體系進行建設。
為此,建議制訂一個樹狀藍圖,森林為學科、樹木為專業、樹枝為課程及章節(可根據其教授先后順序排列)、樹葉為資源。在此基礎上,為了便于云計算平臺集中管理這些規模龐大的數據資源,還必須對其進行統一編碼,這樣也就充分發揮了數據庫管理系統的索引和檢索功能。另外,通過這個有機體系和編碼系統,還就能夠概括、抽象出學科、專業中的一些共性的基本資源組件,便于復用;同時能夠突出課程中的重點知識單元數字資源,二者相得益彰。
4.2嚴格遵循數字化資源標準
基于云計算的數字化資源建設是一個艱巨的系統工程,而數字資源建設更是重中之重?；谠朴嬎愕臄祿Y源的顯著特點是:來源廣泛、數量龐大、各類多樣、結構復雜、形態各異,如果不遵循相關標準規范,那些數字資源就是“一盤散沙”,正所謂“沒有規尺,不成方圓”,其價值很可能會大打折扣。
因此,基于云計算進行數字化資源建設必須遵循相關標準。目前,國際方面,可以參照ISO15836-2003等標準;國內方面,可以參照科技部 “我國數字圖書館標準規范建設”、教育部教育信息化技術標準委員會制訂的“中國現代遠程教育技術標準體系”的“平臺與媒體標準引用規范”與“教育資源建設技術規范”等標準。在此前提下,基于云計算的數字化資源才有可能保證標準與規范、兼容與通用,也是能夠為云用戶提供標準服務的必要條件。
4.3精心制作數字資源
基于云計算的數字化資源建設,最終目標就是更好地滿足教學需要,因此,數字化資源的制作需要有一個科學合理的流程:先進行需求分析,解決“為什么做”的問題;然后進行設計階段,解決“做什么”問題;最后進入制作階段,解決“如何做”的問題。
下面以“C語言程序設計”課程中“循環結構”章節的數字資源制作為例簡述一下。
“為什么做”――現實生活中很多問題不適合用順序結構或選擇結構的方法來實現(通常不提倡用goto語句實現循環結構),如判斷100以內的素數問題。
“做什么”――介紹幾種循環語句(for、while、do-while)的功能、結構、語法及執行流程,并融入實例講解,強調注意事項(如:循環執行條件與次數、“死循環”等)。
“如何做”――把“為什么做”與“做什么”用多媒體技術實現,即綜合應用文本(介紹應用背景等)、圖像/形(展示語法結構、流程圖)、動畫(表現循環執行過程)、音頻(給動畫配音)及視頻(錄制講解過程)等媒體元素,從而實現圖文并茂、有聲有色、動靜結合的效果。即對于數字化資源的制作,除了重視資源內容外,還需要強調資源的表現形式,即可讀性和易讀性。
4.4努力加強數字化資源整合
這需要高校利用云計算先進的理念、成熟的技術和方法,對高校內部或其他高校相關學科、專業和課程的相對離散的數字資源進行有效整合,形成一個有機整體,提高數字化資源傳播、共享與應用效率。
目前,實現數字資源整合的方式主要有基于導航、基于異構統一平臺、基于知識管理和基于語義的數字資源整合,對于整合的程度而言這4種整合方式是逐漸深入的[4]?；谡Z義的資源整合,是最高級的整合方式,對數字資源進行深度開發,借助XML等分布式異構技術構建以元數據為基礎的知識本體,通過RDF(Resource Description Framework)技術實現元數據的描述和交換[4],無縫對接到以云計算體系架構為統一系統平臺上。在數字資源整合過程中,需要注意系統兼容性、數據一致性和完整性問題。
通過云計算的數字化資源的有效整合,使得校際之間、高校內部離散的、異構的數字化資源形成一個統一的有機整體,從而消除了“信息孤島”現象。整合后的數字化資源通過云計算提供的統一規范服務向全部云用戶開放,最大限度地發揮其作用。
4.5強化數字化資源的維護
篇3
【關鍵詞】云計算技術；醫院信息化建設；運用
隨著科學技術的發展，我國醫院在信息化建設方面也取得了一定的成就，完成了各種醫療信息系統的建設，并逐漸實現了電子病歷等信息產品的普及應用。但就目前來看，受數據信息難以對接這一因素的限制，醫療行業仍然存在“信息孤島”問題。而云計算技術的出現，則為醫院信息化水平的提升帶來了機遇。
1云計算技術
所謂的云計算技術，其實就是利用互聯網實現的新型計算技術，可通過共享軟硬件信息和資源為用戶提供更好的服務。采取該技術，用戶可以在互聯網上運行各種應用程序，所以能夠獲得便捷、快速的數據服務。從優點上來看，云計算具有較大的規模，能夠輕松實現信息調度。而該技術能夠對分布式計算方式和虛擬化技術等多種技術進行綜合運用，從而完成廉價、高效運算連接點的搭建，進而為信息資源查閱和調度提供便利。
2云計算技術在醫院信息化建設中的運用
2.1在醫院信息管理平臺建設中的運用
在醫院信息化建設中，可以運用云計算技術完成HIS、LIS、RIS、PACS等信息管理平臺應用的管理。目前，國內大多數醫院使用的醫院管理系統由資源共享、自身管理和上級部門構成，其中上級部門和資源共享這兩個模塊都能進行云計算機的應用。在實踐應用中，利用云計算提供的在線軟件服務，平臺上各種醫療軟件都能相互連通，所以用戶只需要一臺電腦就能完成醫療信息的獲取。在醫院信息管理方面，在管理平臺上進行云計算的應用，可以在“云”端中完成患者醫療記錄等信息的存儲，從而為上級部門查看各部門工作情況提供便利[1]。此外，利用該技術也能實現醫院醫療信息資源共享情況的管理，從而使醫院信息孤島現象得到改善，繼而為醫院醫療資源的合理配置奠定良好基礎。
2.2在醫院遠程醫療服務提供中的運用
在醫院醫療服務提供方面，運用云計算技術可以進行遠程醫療服務的提供。利用云計算提供的桌面虛擬化技術，能夠在桌面環境中完成Web應用和服務等內容的整合，從而使資源利用率得到提高。醫院在信息化建設中，可以通過將云計算與桌面虛擬化技術融合到一起解決遠程醫療實現的資金短缺問題。因為通過技術融合，可以在分布式計算機上完成數據中心的構建，然后利用虛擬桌面滿足遠程醫療應用需求。對于醫生來講，常常會因為無法獲得患者的病例而無法準確診斷患者的病情。目前患者往返各大醫院之間，也常常會出現診斷數據資料不連續等問題。近年來，隨著移動互聯網的發展，遠程醫療應用也取得了更好的發展。僅憑移動設備，就可以從“云”端完成醫學圖像的下載，從而為醫生診治病患提供數據依據。通過“云”端，得到授權的用戶可以進行電子病歷的加載。此外，通過傳輸三維圖像，也能幫助醫生掌握病患身體各部位情況，進而使診斷結果的準確性得到提高。
2.3在醫院醫療信息數據存儲中的運用
在醫院信息化建設工作中，面臨著大量數據信息的存儲問題。而運用云計算技術，則能使呈爆炸式增長的醫療數據得到有效管理。比如，針對擁有較多規范、標準的高質量醫療圖像資料，可以通過引入云存儲理念在虛擬服務器上進行數據保存。借助云存儲高吞吐率和傳輸率的優勢，則可以采取冗余方式進行數據存儲，從而使數據的可靠性得到保證[2]。就目前來看，例如：醫院需要存儲的PASC高質量圖像數據高達上千GB，并且一份數據擁有多個副本，所以還要采用云計算提供的分布式存儲模式實現上百臺計算機存儲數據的整合管理，從而為醫院醫療數據信息的管理提供便利。因此在醫院信息化建設的過程中，運用云計算技術能夠實現大量數據的集中存儲，進而為醫療事業的發展提供更多支持。
3結論
通過分析可以發現，在醫院信息化建設中運用云計算技術，能夠實現醫院醫療數據信息的共享，從而使醫院醫療資源得到合理分配，進而使醫療工作效率得到提高。因此，還應加強云計算技術的運用，從而推動醫院的信息化發展。
作者:張明 單位:蘭州大學第二醫院信息中心
參考文獻
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【關鍵詞】云計算 數據中心 并行處理
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2014）08C-0062-02
隨著信息技術爆炸性發展與應用，高校在信息化建設過程中投入巨大的人力物力，但資源利用率持續低下，傳統的數據中心無法滿足高校發展的戰略目標、教學科研的需求。云計算是一種基于互聯網整合軟硬件資源和信息，實現按需分配的數據中心模式，虛擬化是云計算影響下的新興技術，使數據中心已成為數據分布、業務支撐的樞紐，數據中心軟硬件資源整合引起了國內外高校的普遍重視。因此，本文結合實際情況，對基于云計算的數據校園的數據中心建設進行分析、探討。
一、數據校園云計算架構設計
數據校園云計算架構依托互聯網，將所有的服務器、網絡、存儲等資源集中起來，通過云計算的虛擬化把整合了的資源變成一個資源池，根據業務服務需要自動調配或人工分配獲取資源。由于資源池集成所有資源，面對日益增長的病毒攻擊等安全威脅，必須建立安全機制確保整個架構的安全。如圖1中數據中心與計算控制中心就是依托網絡系統，監控網絡資源使用狀況，確保架構正常的運行。
圖1 數據校園云計算架構
從圖1可以看出，客戶端向云端發出請求，云端根據用戶的請求，通過計算控制中心分析，采用虛擬化技術將軟硬件資源統一分配給用戶，實現按需分配。由于校園云計算架構連接互聯網，防火墻必須隔離網絡安全威脅，如網絡病毒、漏洞入侵、內部泄漏、網絡攻擊，除此之外仍需要使用防病毒軟件、入侵檢測、抗分布式拒絕服務攻擊（DDoS）等技術去實現對云計算架構的保護。
計算控制中心對整個架構的安全起著重要的作用，對于用戶申請的資源，計算控制中心采用人為和機器雙重控制機制進行檢查，合格的資源才可以進入云計算互聯網交付給用戶，滿足用戶需求。計算控制中心對資源的安全系數分三個級別，Top級別是該級別的資源完全符合所有安全標準，由機器分配給用戶；Mid級別由專業的網絡管理員決定分配給用戶，同時管理員還監控已分配的資源運行狀況是否良好，Low級別就是完全不達標，不允許進入云計算網絡。
數據備份中心是負責整個網絡所有數據的備份與恢復，信息系統所承載的各類業務數據是非常重要的，備份數據是容災的基礎，迅速恢復應用系統的數據、環境，立即恢復應用系統的運行，保證系統的可用性、安全性。
二、數據中心結構
數據中心包含存儲、計算、實時存儲與計算等系統。存儲系統存在兩個需求，一是需要大量非關系型數據表存儲各種數據；二是根據不同的訪問模式設計和優化存儲系統。計算系統需求跟任務類型有關，數據密集型對CPU和I/O需求均衡，通信密集型需CPU密集計算。實時存儲與計算系統則需要基于內存構造，在分布式數據結構的基礎上，加入流式數據處理和觸發式事件處理。
（一）數據中心設計
數據中心結構如圖2，服務需求規模巨大，業務需求的變化異常頻繁，根據實際需求，數據中心設計原則如下三方面：
一是延遲與吞吐、公平與效率的折中考慮。
二是架構由層次化向豎井式演進，系統由需求驅動而定制。
三是由于規模與復雜度增大，允許故障和Bug共存，數據已成為系統的一部分，評價指標也由正確性向精確度轉變。
圖2 數據中心結構
根據業務需求狀況，大概分為數據密集型、通信密集型和計算機密集型三種類型，數據密集型的代表是MapReduce，對資源的需求比較均衡，計算密集型任務與通信密集型訪問數據的規模不同，若規模較小，則為計算模型，若訪問為大數據量，則內存限制這些數據必須存放在多臺機器上，通過通信模型協調多臺機器協同工作。
（二）資源分配管理
資源分配是云計算的重要組成部分，其效率直接影響云計算環境的工作性能。云計算采用成熟的虛擬化技術，將主機的m個異構可用的資源分配給n個相互獨立的應用任務，在分配資源過程中以優化任務和資源為原則進行映射。
從應用需求到資源參數的映射，云計算下的資源調度問題就轉化為兩個階段的問題：第一個階段是從云計算的資源池中選擇能滿足應用需求的主機集合；第二個階段是從主機集合中選取最符合應用期望的主機，并進行虛擬機的創建。
第一個階段的選擇較為簡單。由于在物理機上創建的虛擬機性能無法超過宿主物理機，因此只要根據應用所需的資源對主機進行篩選就可以得到候選的滿足應用需求的主機集合。
第二個階段的選擇相對復雜。當前候選主機的集合為Mi，構建一個匹配函數，在這些主機中選擇最合適的一臺分配虛擬機。在候選主機集合中選取主機的策略有很多種，對應的匹配函數也有很多種，取應用性能傾向期望和主機權重資源矢量的歐拉距離作為距離最小的。
為了更好的優化數據中心資源分配，應用程序應具有自動化、彈性化和松耦合性的特點。
自動化：自動化可以賦予用戶對平臺的資源配置任務進行全面統籌的能力，并實現對資源的動態分配以提高管理效率、減少人為錯誤并加快用戶對資源請求的響應速度。應用程序在設計的時候要能充分利用云計算環境的自動化特性，從而使得應用程序可以在很少或沒有人工干預的情況下，自動適應需求的變化。
彈性化：云計算的資源分配可以根據應用訪問具體情況進行動態的調整，云計算對于非恒定需求的應用，資源的擴展方式可以分為兩大類：一類是事先可以預測的；另一類是完全基于某種規則實時動態調整的，都要求云計算平臺提供彈性的服務。
松耦合性：系統架構要求應用程序在設計過程中要考慮松耦合度，耦合度越低靈活性越高，就可以很好的把資源從硬件束縛中解放出來，從而使得資源的動態分配成為可能。
三、安全分析
由于云計算高度集中信息資源，導致安全事故的后果與風險遠遠超出傳統應用系統，在云計算架構下主要面臨的安全問題如下：
虛擬機安全問題：攻擊者突破虛擬機管理器，獲取系統管理權限，且控制宿主機上運行的其他虛擬機，使得攻擊者可以很輕松地讀取虛擬機網絡上所有的明文傳輸信息。
數據安全問題：包括存儲數據安全、剩余數據安全、傳輸數據安全等三方面，存儲數據安全問題在于不同用戶的數據存儲在服務器上且共享存儲資源，系統內部人員非法訪問用戶的數據導致泄漏或由于軟硬件故障、電力中斷、自然災害等造成的數據丟失。剩余數據安全問題在于用戶退租磁盤時管理員僅僅做簡單的刪除文件，當磁盤重新租給其他租戶時，可能會被惡意租戶恢復之前用戶的數據，導致之前的用戶數據泄漏。傳輸數據安全問題在于數據在傳輸過程中被竊取或篡改，導致數據泄露。
信息內容安全問題：由于信息與其載體動態綁定，難以確定服務器的物理位置，導致難以對不良信息進行溯源，同時現有設備處理能力對超大規模數據流量的審查很困難。
針對以上云計算存在的幾個安全問題，經過理論聯系實際情況，采取如下應對手段：
針對虛擬機安全：采用虛擬化在線對虛擬機進行管理和監控，采用信息包過濾系統實現虛擬機的隔離，對于虛擬機的遷移后及時銷毀原有物理磁盤和內存數據。
針對數據安全：以信息標識和處置的控制要求為起點，對存儲數據和傳輸數據進行加密，在資源回收時，使用技術對每一個邏輯卷進行零覆寫，保證磁盤交付給下一個用戶使用時不能回復原始數據；對于所有人員登陸系統必須采取動態和負責口令，并且對用戶的權限進行實時的審計。
總之，隨著云計算和其他技術迅猛發展，數據中心技術必須克服即將出現的所有挑戰，數據中心基礎設施也需要不停迭代，數據中心優化的四個關鍵要素分別是：人員、資源、技術和環境。每個要素通過關鍵指標反映運行維護服務的條件和能力，將業務導向放在首位，就是對人員、資源、技術和過程這四個關鍵要素的提升，從而有效實現云計算運維管理的改進。
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篇5
隨著科學技術的快速發展，機電技術得到了很大的提高，其發展趨勢正向一體化、自動化和智能化方向發展，從而對機電一體化系統中軟件系統的要求越來越高。由于計算機軟件控制系統存在一些不規范的因素，與用戶的期待值有一定偏差，另外，軟件設計中導致整個系統在操作使用上存在缺陷，降低了使用單位的工作效率和生產效益。
一、計算機軟件系統在機電一體化中的重要地位
（一）機電一體化的機礎
自20世紀80年代初開始，隨著中國改革開放的發展，除本身自有的研發不斷提高，引進外資的同時，也帶來了先進的國外技術和管理，通信技術、計算機技術和控制技術日新月異的發展，奠定了機電一體化發展的技術基礎。各種微電子技術、超大規模集成電路技術跨越式的發展，也給機電一體化進程插上騰飛的翅膀。
（二）機電一體化系統的發展方向
智能化是機電一體化系統發展的重要方向。智能化是在控制理論的基礎上，綜合了計算機科學、生理心理學、人工智能學、運籌學和動力這的新方法新思想，具有模擬人類智能的自主決策、邏輯思維和判斷推理能力，從而達到較搞的控制水平。隨著數控機床和機械人在智能化中的應用，高速、高性能的微處理器提供了人的部份智能功能，在機電一體化建設中人工智能的研究和運用，大幅降低了工作人員的工作量，大大提高了企業的經濟效益。
（三）計算機軟件技術在機電一體化的重要作用
計算機技術在機電一體化系統中的重要位置很關鍵，他是機電技術自動化、一體化智能化的橋梁。在整個計算機系統集成里，計算機硬件只是一個運行平臺，他為計算機軟件提供優質高效的數據處理，在此集成系統里，真正起到關鍵作用的是凝聚了設計者心血和智慧的系統軟件，可以說，計算機是機電一體化系統的大腦，而計算機軟件又是計算機的大腦。
二、計算機軟件系統在機電一體化中存在的主要問題
相對機電一體化系統的快速發展，機算機軟件系統缺乏同步的快速反應能力，相對其他領域軟件的應用和程序語言的發展，更是明顯滯后。
（一）編程語言相對滯后
在計算機軟件系統對機電一體化系統的應用開發中，目前主要使用的編程語言是C++、C語言和匯編語言，且多數采用VC、TC、BC作為開發平臺，這些語言和平臺雖然有其他語言不可比擬的優勢，如開發成熟，操作易學易懂，但是相對各類功能更強大的開發平臺，相對滯后。因為，諸如2.2JBuilder、N1玎和JAvA這些開發平臺，他們的高安全性、高速高效、方便快捷的明顯優勢，將會成為今后機電一體化系和其他領域的主流開發工具。
（二）編程風格差
在機電一體化系統開發過程中，從事軟件系統開發的工作人員，多數不專門從事機電一體化的開發人員，他們雖然有奇妙的開發構想和強大的技術實力，但他們在開發過程中無法形成較好的編程風格，在處理勻稱合理的代碼布局、遵守命名規則和清晰的注釋方面，做得不算很好。
（三）軟件系統不能滿足用戶需求
機電一體化系統中，計算計軟件系統主要存的問題，是軟件系統缺少對整個工程理念、系統理念的軟件開發大局觀，他們根據軟件的系統要求來開發，導致開發出來的軟件系統，未能結合用戶的實際情況和需求，不能提供更廣的選擇范圍和更多的非專業用戶，不能按用戶的實際需求量身開發，從而滿足不了用戶的需求。
（四）軟件系統兼容性差
軟件系統兼容性差是機電一體化系統中的軟件系統存在的又一問題，從而導致在軟年系統開發過程中，重復性開發，耗費了大量的人力財力資源。軟件系統開發人員，應對整個國內機電行業和機電一體化的整體進程有較為準確的把握，然后根據這些情況，盡可能考慮到各個方面，開發出一個較強的軟件使用平臺，然后再根據用戶的實際需求情況，在這個平臺上，作出部份修改，這樣的話，既提高了軟件系統的兼容性，也避免了重復開發帶來的資源浪費。
三、機電技術一系化系統中計算機軟件系統開發問題解決措施
第一，提高更高級的編程語言在機電系統中的應用率，這需要機電一體化領域和計算機領域更進一步的融合；第二，需要有專門人員來研究機電一體化系統中，軟件模塊的開發和封裝。以組件的概念來開發軟件系統，研究如何劃分高內聚低耦合的模塊，如何提供模塊的接口，如何盡可能提高軟件模塊的可重復利用率；第三，應在機電一體化系統中的軟件開發中建立工程的概念。從可行性分析、需求分析到具體的設計，再到最后的封裝測試，嚴格按照工程學方法來指導軟件系統的開發，形成良好的開發工作流程。
四、機電一體化系統中計算機軟件系統開發的展望
隨著機電一體化的發展，網絡制造和網絡合作發展迅速。人工智能飛速發展，自動化程度要求越來越高，專業的劃分越來越細，現代控制理論越來越成熟，機電一體化系統需要更高效、更智能化、能提供更高安全性的語言來進行其中的軟件系統開發。提高機電一體化系統中軟件系統的開發效率，解決出現的一些問題，還需要進行更多的研究和兩個領域在更高層次上的融合。采用更高層的面向對象的語言如J烈，A等，它們在網絡的領域可以說是如魚得水，要讓它們更快的觸入到機電一體系統軟件的開發中，從而開發出更適合機電系統的編程語言，適應機電系統中的軟件系統更高的要求和規范。
篇6
關鍵詞：計算機；軟件開發技術；生命周期法
21世紀已進入了信息時代，計算機軟件開發技術正處于高速發展的時期，在這樣的社會環境之下，也推動了計算機技術的飛快提升，被人們廣泛應用于社會的各個方面，包括日常工作、學習等。計算機軟件開發技術也得到專家學者們的廣泛關注。隨著改革的不斷深化，經濟發展、社會進步，人們的生活水平逐漸提高，于是人們有了更高的物質和精神文化需求[1]。為了更好滿足人們的需求，就需要不斷創新計算機軟件開發技術。
1計算機軟件開發技術概述
計算機軟件可以大致劃分為系統軟件與應用軟件兩大類別，系統軟件作為計算機硬件驅動的基礎，滿足了用戶基本的使用需求。應用軟件則主要針對不同用戶具體的使用需求而開發的，例如游戲軟件、音樂軟件、視頻軟件。無論是系統軟件還是應用軟件，都是通過計算機這一平臺為用戶提供服務，達到方便生活的目的。從用戶的角度來講，利用計算機主要利用的是計算機上的各種軟件。在20世紀六七十年代，主要通過手工的方式來開發計算機軟件，出錯率較高、生產效率低下，不能滿足人們的需要。隨著技術的不斷進步，人們意識到需要一種特定規范的文檔來確保計算機軟件開發的程序設計、調試和運行[2]。
2計算機軟件開發技術的特點
計算機軟件系統由系統軟件和應用軟件構成，其中系統軟件是計算機本身必備的軟件，其是保證和支持計算機正常運轉的重要保障。應用軟件開發中心在于滿足用戶的使用需求，例如音樂軟件、視頻軟件在多數情況是為了幫助用戶獲得更好的娛樂體驗，因此與系統軟件相比，應用軟件有著更好的實用性，能夠滿足人們的一些需求。本文提到的計算機軟件既指應用軟件又指系統軟件[1]。計算機軟件開發技術有以下幾個特點。（1）計算機軟件開發工作必須著眼于實際需求，提升系統軟件與應用軟件的使用價值，滿足人們的一些需求。在軟件開發完成后，借助于基本的軟件框架，發掘軟件的社會價值，推動計算機軟件開發工作的深入進行。（2）計算機軟件開發技術是一項精細度極高的技術，所以在研發過程中，工作人員必須要仔細入微[2]。（3）計算機軟件開發技術必須要遵循一定的原則，比如在研發過程中必須要確保所研發軟件的質量與性能，盡可能研發設計一些先進的產品，而不是別人做什么，自己就做什么。在研發出一個新的軟件之后必須要先進行嚴格的評估和檢測，才能投放到市場中，以避免一些不必要的麻煩[1]。
3計算機軟件開發技術的重要性
計算機軟件極大便利了人們的生活，它所起到的作用也是顯而易見的，如人們在工作中運用的各種辦公軟件，如今已成為人們工作中必不可少的一部分[2]。計算機軟件開發技術的重要性主要包括以下三個方面：推動信息時代的到來；是網絡技術發展的不竭動力；是計算機行業和軟件行業發展的源泉。第一，現階段企業在運營管理的過程中，著力構建信息數據管理機制，將其作為企業管理的核心。計算機軟件開發技術極大提高了信息傳輸和資源交流的速度，也使得人們有更多的渠道來獲取信息。計算機軟件開發工作獲得了較為充足的發展空間與各項資源，滿足了軟件開發工作中的各項基本需求，實現了企業管理的信息化。第二，以網絡技術為基礎，打破了空間與時間的局限，能夠進行跨地區的交流溝通，極大便利了人們的生活。同時計算機軟件服務能力的提升在很大程度上也推動了現代化網絡的構建，催生出一大批新的計算機發展模式[1]。第三，以計算機軟件開發為起點，軟件類型日益細化，在滿足人們不同使用需求的同時，也為計算機產業自身獲取了足夠的空間，促進了計算機軟件開發產業的健康持續發展。
4計算機軟件開發技術的方式
經過科研人員的不斷探索與研究，計算機軟件開發技術已走向成熟階段，現已形成多種比較成熟的研發方式。目前計算機軟件開發技術主要有以下幾種方法。
4.1原型化方法
在研發部分軟件的過程中，對于軟件開發方向以及方法可能缺少必要的規劃，面對這種情況，為了確保軟件開發工作順利進行，可以采取原型化法。原型化方法指的是在研發的初級階段，通過對用戶軟件使用需求的客觀分析，建立軟件模型，在原型建立完成后，與相關企業進行對接，進行軟件的微調。原型化方法的優勢在于將用戶需求與開發工作進行緊密結合，提升了軟件開發工作的針對性與有效性，這樣就可以省去中間一些不必要的環節，在一定意義也降低了研發的成本。然而這種方法也存在一定的劣勢，就是不能用來研發大規模的系統，因為這種方式過于繁瑣，在一定程度上會降低計算機軟件系統的研發效率，就算研發成功，將來的維護工作也會很難開展[3]。
4.2計算機軟件生命周期法
計算機軟件生命周期法是軟件開發人員研發軟件最常用的一種方式，相比于原型化方法，計算機軟件生命周期法可以用于研發大型的軟件系統。在運用生命周期法時，在正式研發之前，設計師會對所要設計的軟件系統的功能和結構進行宏觀布局和整體規劃[4]。除此之外，還需要制作詳細的研發設計工作計劃報告。計算機軟件生命周期法的優勢在于可以對整個設計研發工作進行合理的整體布局和規劃，把大型計算機軟件系統的設計難度平均化，并且對研發的時間有較好的把控。
4.3自動形式的系統開發法
軟件開發設計人員在運用自動形式的系統開發法的過程中，需要對軟件的基本需求、運行模式進行必要的分析，在通常情況下，如果不進行說明，在實際研發的過程中，為了保證研發工作的質量，技術人員可以通過編程的方式開發軟件。
5計算機軟件開發技術的應用
計算機軟件技術的開發主要是為了便利人們的生活，如何最大限度提高計算機軟件的使用價值值得考慮[3]。計算機軟件的開發都是為了更好地服務人類，在軟件的開發過程中研發人員的專業素養越來越高，所以，在計算機軟件開發過程中應以人為本，立足于市場的需求，再進行軟件系統的設計和研發，不斷地提高計算機軟件系統的實用價值。
6計算機軟件開發技術的展望
第一，計算機軟件開發技術正在向網絡化發展，并且這也是未來的一種發展趨勢。計算機軟件也算是網絡的一種形式，所以計算機的網絡化對整個計算機大行業的發展有重要意義。網絡化也給計算機軟件開發技術提供了巨大的便利，所以，計算機軟件的開發技術是網絡化的開發技術[5]。第二，計算機軟件開發的根本目的是服務人類、服務社會，提高人們的工作效率和生活質量。所以在以后的研發過程中，必須要以客戶為主要的服務對象，最大限度滿足客戶的需要，提供全面的服務。在計算機軟件開發的過程中采用先進的理念和技術，這也是計算機軟件開發的趨勢。
7結語
計算機軟件開發技術的應用是一個全方位的過程，需要技術人員以及相關工作者以現有的技術為基本框架，從多個角度出發，采取多種開發手段開發計算機軟件[5]。通過這種方式，滿足社會經濟發展以及日常生活中對于計算機軟件的使用需求，促進整個計算機軟件開發產業的健康快速發展。
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關鍵詞：大數據；計算機軟件技術；應用
一、大數據下的計算機軟件技術
（一）云儲存服務
在大數據時代的背景下，云儲存服務是當今社會有效儲存海量數據信息、進行數據信息價值分析與利用的技術。與傳統的數據儲存技術相比，云儲存服務在大大提升自身儲存容量，并且能夠分類儲存不同領域數據的同時，還可以拋棄固定化的儲存設備，通過快捷、方便的儲存來發揮出該技術協同性、綜合性的功能。云儲存技術幫助系統利用對數據資源的有效整合來實現提升信息存儲效率的目的，同時數據儲存較高的安全性也能夠為人們日常的工作、生活提供良好的保障。
（二）信息安全技術
由于互聯網是大數據處理的基礎，其中互聯網平臺開放度比較高、不同領域數據信息聯系緊密，一旦外來病毒、木馬攻擊互聯網平臺，部分數據就會受到病毒的感染，并且對其他存在一定關聯的數據信息造成不利的連帶影響。因此，在大數據時代中需要有互聯網信息安全技術來發揮出防護病毒、木馬的作用。并且我國還要積極學習發達國家的信息安全技術，通過不斷的研究與經驗積累來彌補差距，從而也為大數據背景下海量數據信息準確性、安全性的提升作出貢獻。
（三）虛擬化技術
虛擬化技術作為資源管理技術的一個分類，能夠對各類數據資源進行優化配置，不僅可以為各類不同的場景提供需求，降低了生產管理、資源管理的生產成本，還有效提升了數據資源的利用率。擴展性、可行性、綜合性較高的虛擬化技術成為了許多企業與研究機構重點關注的對象，使其在大大降低人力、財力、物力的同時，有利于社會經濟效益的可持續發展。因此，在大數據時代背景下，企業要分析自身的發展情況與發展需求，從而順應時代潮流，做好對虛擬化技術的創新研究，通過較高的科技水平來發揮出虛擬化技術的特點。
二、大數據下計算機軟件技術的具體應用
（一）商業通信領域的應用
由目前情況可知，計算機軟件技術在商業通信行業的快速發展中起著十分重要的作用，許多通信工作人員能夠通過各類計算機軟件技術，來有效分析與記憶所有消費者的不同消費習慣與需求，從而實現用戶滿意度的提升以及通信企業的良好發展發展。例如，IBMSPSS作為一款測預分析軟件，它能夠實時掌握用戶的信息，通過精準的分析來對用戶提供個性化的需求；而功能更加豐富的XO分析軟件以通信用戶的消費行為基礎進行合理的評估報告，不斷發掘用戶潛在的消費心理，同時它還可以借助網絡分析加速器，來檢測自身系統存在的問題，并且快速、開心的制定出解決方案。
（二）商業領域的應用
計算機軟件技術在商業領域的應用，不僅可以幫助工作人員優化工作結構，做好企業各部門作職責的分配，同時電子商務企業能夠借助計算機軟件技術來實現數據信息的匯總、處理，從而通過線上或者是線下多種方式促進消費者的消費行為，有利于企業核心競爭力的提高。而在用戶信息的管理方面，工作人員可以通過Gognos技術在設備上建立起即時功能平臺，用于用戶信息的查詢。例如，景區里的管理人員能夠利用電腦、手機等實時共享設備實現對進出游客的實時控制。
（三）企業信息解決方案方面的應用
在大數據背景下，計算機軟件技術還可以用于解決企業在發展過程中容易出現的信息安全問題，管理人員能夠通過對數據資料的深入挖掘來掌握準確、有效的市場信息以及風險評估。首先是數據取樣環節，企業人員需要在所銷售的產品之中隨機抽取代表性強的產品，其次是信息收集整合環節，借助計算機軟件技術的計算分析來提高結果的可靠性，從而實現幫助企業有效在行業競爭的過程中規避市場風險的目的。
篇8
1計算機技術在煤礦企業安全管理中的應用分析
1.1計算機技術在瓦斯安全監測管理系統中的應用
對于煤礦企業而言，其可供選擇的瓦斯安全監測系統的類型相當多，但是，應當注意的是，對于不同的瓦斯安全監測系統類型而言，其之間的結構差異也相當大，因此，其間的功能也具有較大的差別。此外，整體來看，瓦斯安全監測系統主要是由傳感器、井下分站、地面中心站以及傳輸設備等部分構成，傳感器主要負責對信息進行采集，井下分站主要負責進行信息的處理，而地面中心站負責的是信息的輸出，傳輸設備則負責信息的傳輸。
1.2計算機技術在礦井通風安全監測系統中的應用
通常而言，煤礦礦井通風安全監測系統的結構及其相關系統的結構基本保持一致，對于其構成而言，同瓦斯安全監測管理系統相同，均由傳感器、井下分站、地面中心站以及傳輸設備等部分構成。目前，在多數煤礦企業中，礦井通風網絡監測同其安全監測系統是作為一個整體存在和發展的，這主要是由于此系統是以計算機模擬、仿真及其網絡等相關技術為基礎的，同時還同煤礦安全管理方面的其他監測系統進行了結合。此外，此系統還通過開展此系統的安全性評價以及動態模擬技術在此系統中的應用等方面的研究，而實現瓦斯礦井以及其他方面的安全可靠性等方面的要求，并最終實現煤礦企業風流控制以及救災決策的高效性和科學性。
1.3計算機系統在礦井礦壓安全監測系統中的應用
通常而言，煤礦礦井礦壓安全監測系統主要包含了如下幾個部分：礦壓傳感器、傳輸設備以及地面計算機。對于礦壓傳感器而言，其通常是液壓支架上一個相當重要的壓力信號，因而可在同一采區進行多個監測點的設置以實現對各種實際情況進行檢測的目的。此外，還可以通過對井下的多個站點來對多臺傳感器進行聯接。對于地面計算機而言，其主要負責對監測點的礦壓值進行檢測和處理。
2煤礦企業的安全信息管理系統研究
對于煤礦企業而言，構建其安全信息管理系統必須作為一項長期的工作來進行，必須以企業中長期的發展規劃為依據，通過循序漸進的方式來進行安全信息系統的建立，此外，還應注意觀念轉變、信息化團隊的建設以及煤礦企業管理等的基礎性工作。
2.1煤礦企業安全信息管理系統的構成分析
煤礦企業的安全信息管理系統主要包括管理干部、現場班組長自查以及安檢員現場等三大隱患排查子系統，"三違"、地面專業公司干部走動式、氣體異常區域、信息閉合等管理子系統，還有區隊副職跟班、青安崗上崗、群監員上崗等考核子系統，以及施工規程措施傳達，隱患及"三違"比率圖表分析、權限任務模塊和短信息平臺等十四個子系統所構成。此系統的功能即對各級管理部門干部的情況進行統計、記錄及其考核，其中，主要涉及到機關科室、"四大員"、區隊副職、群監員、跟班安監員、青安崗員、采掘區隊班組長以及地面專業公司等干部或者管理相關人員的動態管理情況，因而實現了對施工現場的安全隱患及其落實和閉合等情況，"三違"情況、規程的制訂、審批及其學習等情況，以及對瓦斯的檢查及其氣體方面的監測等情況的同時記錄。此外，通過此系統實現管理人員方面各級信息之間的傳遞，以及信息考核方面的全面性和自動性，滿足了安全隱患方面的閉合性及其共享性等方面的要求。
2.2煤礦企業安全信息管理系統的流程控制分析
對于煤礦企業而言，其安全信息管理系統的流程控制方面的情況如下：首先是管理等相關人員對現場所檢查情況及其安全隱患和"三違"等情況的填報；其次是信息員對其進行采集并通過網絡傳遞至基層單位，并通過基層單位進行下單和落實；再次是基層單位對現場相關工作人員進行整改，并對整改的情況進行回復；此外，檢查人員受到信息提示并對隱患情況以及現場的整改情況通過網絡進行抽查；最后即進行書面材料的整理及其礦黨政的上報與審閱。
2.3煤礦企業安全信息管理系統功能的特點分析
安全信息管理系統對安全隱患進行了風險等級評定的設定，并對安全隱患的落實與閉合進行了完善。此外，系統還對安全信息閉合管理制度進行了完善，并針對安全隱患進行了有效的管理系統的構建，對"三違"情況的管理過程處罰有據。系統對"三違"比率進行了考核，并對安全隱患以及"三違"比率圖表進行了分析系統的構建，實現了對區隊交接班的時刻監控，針對副職跟班考核等相關子系統進行了設立。系統進一步加強了地面安全的管理工作及其地面干部的考核工作，并進行了權限、短信息平臺等的設置和設立。同時，進行了意見反饋系統的增設，實現了信息溝通平臺的進一步擴展。
2.4煤礦企業安全信息管理系統的優勢分析
通過煤礦企業安全信息管理系統的構建，不僅實現了全礦管理人員對各級所負責安全隱患信息的集中收集與處理，還借助于計算機網絡技術通過最快捷的方式傳遞到了煤礦企業黨政領導及基層單位面前，實現了生產現場安全隱患的及時掌握，從而滿足了隱患的閉合式循環等方面的相關要求。此外，還將隱患進行了明確的分類，并明確了"三違"情況的界定標準，對"三違"人員的罰款及其返還等情況進行了動態地考核，因而實現了對安全隱患的統計以及分析等流程的簡化。此外，還對"三違"的比率進行了考核，對于相關員工而言起到了監督的作用。待安全隱患落實后，還會在計算機網絡上進行隱患閉合的形成，并同時對相關檢查人員進行短信的發送，因而真正實現了責任到人的目的。
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【關鍵詞】云計算 構架 關鍵技術 數據處理 優化
云計算作為信息產業的重大革新，主要是依托于互聯網技術實現自由的資源池訪問的一種計算模式。以計算機資源服務為表現形式，用戶可以利用云計算進行業務快速申請和資源釋放，并對其使用的資源進行付費，云計算模式可用于程序員進行軟件開發、為企業提供計算服務，也可用于個人用戶的軟件使用甚至桌面租賃，“云端”化的“即”服務模式提高了資源服務質量、降低了企業的IT擁有和運行成本。在這樣的環境背景下，探究云計算構架及其關鍵技術具有非常重要的現實意義。
1 云計算主要應用特征
在云計算的實際應用中，在傳統分布計算思維方式的基礎上，利用計算機集成數據中心，通過服務形式為用戶提供云計算購買資源。在這一層面看，云計算和網格計算具有一定的相同之處，除此之外還具備以下幾點特征：
1.1 彈
在云計算的實際應用中， 其服務模式可以根據用戶的需求快速伸縮，呈現自動業務負載變化，有效防止服務器性能荷載較大而影響服務質量，造成信息資源的不必要浪費。
1.2 資源池化
在云計算構建中，資源的分享與利用主要是利用共享資源池的形式進行資源管理，結合虛擬化技術，根據用戶的實際資源使用需求進行資源分配，對于用戶來說，在提供資源服務的過程中，資源放置、分配以及管理等方面均為透明化，提高用戶體驗。
1.3 按需服務
云計算具有按需服務的使用功能，主要涉及到應用程序服務、數據儲存服務以及信息基礎設施等服務內容，用戶可以根據自身的實際使用需求進行云計算服務選擇，系統會按照用戶的實際需求自動分配資源，在此過程中不需要管理員的干預，進而實現資源自動服務。
2 云計算系統構架研究
2.1 核心服務層
云計算構架在實際使用中主要涉及到核心服務、服務管理以及用戶訪問接口等三個層面，核心服務的主要功能是把硬件軟件設施以及應用程序轉化為對用戶的服務，在實際運行中包括laaS、PaaS、SaaS等三層。laaS層主要是向用戶提供硬基礎設置服務，根據用戶的實際使用需求選擇實際計算機、虛擬計算機、儲存與網絡等信息資源，在實際使用的過程中，用戶需要向云計算系統輸入硬件服務關鍵詞，以提高服務項目的準確性。在近幾年的研究中，逐漸將虛擬化技術應用到laaS層服務中，進而有效提高laaS層服務的可靠性、規模性以及定制性。PaaS層作為應用程序的主要運行環境，為用戶提供應用程序部署和資源管理等服務工作，利用軟件開發工具與開發語言，設計人員可以將程序代碼上傳，以實現服務功能。SaaS層主要依托于基礎平臺開發，在實際應用的過程中更加傾向于企業資源服務，企業利用SaaS層對管理企業各類信息數據，如CRM、ERP、HRM等托管應用管理，在線文檔處理、在線存儲、企業郵箱等應用服務。
2.2 服務管理層
在云計算構架的實際應用中，服務管理對核心服務層具有非常重要的輔助作用，可以有效提高核心服務層的安全性與可靠性，并主要涉及到服務質量保證與安全管理兩方面內容。云計算服務系統資源龐大、結構復雜，在實際使用中無法達到用戶的服務質量標準。對此，服務開發商可以與用戶簽訂服務水平協議，在服務質量方面達到雙方要求，進而保證云計算系統服務質量。在安全管理方面，服務管理層利用資源集中處理方式，可以有效防止計算機服務平臺單點失效的現象，保證數據中心的運行質量與運行效率，進而保證云計算系統平臺綜合服務水平。
2.3 用戶訪問接口層
在云計算構架中，用戶訪問接口層為用戶訪問云計算網頁提供的有效的渠道，主要涉及到命令行、Web門戶以及Web服務等內容，命令行與Web服務在運行中訪問模式主要可以為終端設備進行應用程序接口連接，實現多種服務的組合。而Web門戶是進行云計算系統訪問的模式，利用Web門戶可以把用戶桌面應用順利轉移到互聯網平臺中，提高用戶訪問網頁的便利性，使得用戶可以借助瀏覽器進行數據程序的訪問，進而有效提高云計算系統訪問效率。
3 云計算構架關鍵技術
3.1 數據中心節能技術
在進行laaS層設計的過程中，由于云計算數據中心規模龐大，在設備實際運行的過程中會消耗大量電量，因此，建設綠色節能數據中心是云計算的關鍵技術環節。通常應在IT設備、電源系統、制冷系統等關鍵環節進行節能。技術人員先要對IT設備的能耗量進行分析與研究，不斷優化其數據總量，爭取在電能消耗和性能使用方面達到最佳平衡。對于制冷系統電能消耗問題，設計人員要對空間大小、風扇以及機架擺放、空氣流動方向等影響因素進行有效控制，制定多層次數據中心設備設計方案，利用計算機進行空氣流與熱交換的構建，模擬真實的系統運行環境，進而為數據中心的規劃與布局提供有利的理論依據。
3.2 虛擬化技術
虛擬化技術主要應用在laaS層，可以為云計算構件運行提供計算資源、存儲資源和網絡資源，作為云計算系統中的關鍵技術，對系統基礎設施服務進行按需分配，滿足用戶在云計算系統使用中的的個性化需求。服務器虛擬化通過把多個操作系統整合到一臺物理服務器上，從而實現多用戶通過各自的操作系統共享物理服務器的同一CPU、磁盤、內存、網卡等資源，還可以通過資源自動分配技術提高資源利用率、簡化IT架構、降低管理資源的難度；客戶虛擬機的真正硬件無關性還可以實現虛擬機的運行時遷移，可以實現真正的不間斷運行，從而最大化保持業務的持續性。存儲虛擬化通過條帶化異構存儲，實現存儲資源的池化，實現SAN、NAS及FCOE、CIFS、NFS的全協議支持，最新的超融合架構可以實現多設備分布式存儲，從而提高存儲的IO性能和可靠性。網絡虛擬化就是在一個物理網絡上模擬出多個邏輯網絡，可以通過基于設備或基于路由器實現同一物理網絡的多條邏輯隧道，從而實現多業務網絡的物理復用；通過openflow等技術可以將網絡設備控制面與數據面分離開來，實現“軟件定義網絡”，從而實現了網絡流量的靈活控制，使網絡作為管道變得更加智能。
4 結束語
本文通過對云計算構架及其關鍵技術的研究，介紹了云計算通過互聯網技術提供用戶進行資源池訪問的多種途徑，尤其是從系統架構的層次和IDC節能技術、虛擬化技術有深入淺出的描述，并對前沿發展應用進行了跟蹤，有助于進而進一步推進云計算的優化與發展應用。
參考文獻
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作者簡介
陳仁太（1976-），男，四川省中江市人。大學本科學歷?，F為成都師范學院信息中心講師。主要研究方向為教育信息化、計算機網絡、數據挖掘技術、云計算。
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關鍵詞：云計算技術；分布存儲技術；數據處理
DOIDOI：10.11907/rjdk.161889
中圖分類號：TP319
文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2016）011016104
0 引言
當前，計算機技術、信息技術和通訊技術的發展成為全球社會、經濟、科技發展的重要推動力，它們已經融入到了人們生產生活的各個環節。隨著對其應用程度的逐漸深入，各領域需要存儲和處理的數據規模愈來愈大，這給相關技術的可持續發展帶來了巨大挑戰。云計算技術是計算機、存儲和通訊技術發展到一定階段后自然而然形成的一種新的計算模型，其在數據的儲存和處理上與個人PC機有非常大的區別。它通過現代“互聯網+機器設備”構建了一個龐大的數據中心庫，并以此為基礎向各領域提供數據存儲、處理、分析以及計算服務。整個云計算系統的中心是數據中心，而對數據進行管理、存儲以及組織的分布存儲技術又是數據中心的關鍵。可以說，分布存儲技術水平直接決定了云計算的整體水平。然而，目前分布存儲技術難擴展、高成本、低容錯的特性極大地限制了云計算技術的應用與發展。因此，分布存儲技術的研究成為當前云計算技術研究的重點和熱點。
1 分布存儲技術產生背景
隨著計算機應用的逐漸深入，海量數據隨之產生，單一的PC機或者服務器已難以滿足人們對數據處理的需求。因此，解決當前更大規模數據存儲與數據計算的云計算技術應時而生[1]。
云計算環境下的分布存儲技術指用戶為了實現自己存儲數據的目標，通過購買或租賃等手段，獲得互聯網空間，進而滿足自己對數據的存儲和計算需求。在云計算環境下，數據中心會對儲存在其內部節點上的數據進行有序編排，通過專用的端口將用戶需要的數據傳輸給用戶，同時用戶也能通過該端口將需要存儲和處理的數據傳輸到自己購買的互聯網空間中。通俗來講，云計算就是以互聯網為基礎，能夠使人們分享基礎資源的計算模型。
2 云計算環境下的分布存儲技術分析
2.1 容錯性技術分析
傳統情況下，采取RAID來提升存儲技術的容錯性，但這樣的技術提升手段要求使用高性能的服務器，同時使用更加專業的存儲設備。因此，這種提升存儲容錯性的手段會使成本大幅度提升，極大降低了企業的經濟效益。但是，采用這種技術提升數據存儲的容錯性時，時常發生存儲失誤或錯誤的情況，給企業和用戶造成了巨大損失，嚴重阻礙了云計算技術的進一步發展和應用。
2.2 可擴展性分析
提高存儲可擴展性的最常用手段是預留冗余磁盤空間，這種提升手段適用于常規的存儲技術。然而，目前云計算環境下所需儲存和處理的數據達到了EB級別，在這種情況下，采取傳統預留冗余磁盤空間的手段已經無法適應當前需要。
2.3 成本控制分析
在傳統的數據存儲過程中，小規模的數據交換不會產生很高的熱量，不需要對數據存儲設備進行降溫，也不需要考慮節能問題。因此，傳統的成本控制方式無法為云計算環境下的成本控制提供有效借鑒。在云計算環境下，由于涉及海量EB級別的數據存儲、交換、計算，因而必須大規模增加存儲空間和數據存儲節點，也就必然會增加生產成本。另外，大量數據的傳輸和運算必然會使設備的散熱量大大增加，在設備制造時必須要考慮散熱問題，這在無形中也增加了實際運營成本[2]。
3 云計算環境下的分布存儲技術構造
云計算環境下的數據中心主要由兩方面的部件構成：軟件與硬件。其中軟件主要提供數據中心傳輸數據、計算等服務；硬件主要提供其存在環境所需要的支撐。通常情況下將其分成3種構造類型。
3.1 交換機構造
交換機結構在云計算技術出現之前就已是一種常用的分布存儲技術手段，它不僅被用作數據中心，還是連接數據與用戶的紐帶。通常情況下，以交換機為中心的構造會形成一種樹形結構，如圖1所示，它由聚合層、核心層以及邊緣層構成。邊緣層通常由服務器和交換機構成，在數據存儲時為了保證均衡的帶寬環境，邊緣層一定要和聚合層產生連接；在數據訪問和傳輸時，聚合層也必須和核心層產生連接。該結構具備如下3個優點：①非常易于操作；②連接簡單；③很容易實現擴展。同時其也存在一些不足：①靈活性差、資源利用率低；②帶寬不足；③受聚合層結構影響較大；④發生故障后會浪費很多資源[3]。
3.2 服務器構造
將服務器結構作為數據中心時，為了實現不同服務器之間的連接，需要設置一些網卡。這種結構不必連接路由器和交換機，其本身就能夠實現數據的傳輸和存儲功能。由于通過網卡可以實現服務器的聯網功能，因而構建服務器結構相對而言比較容易，但是應用它作為數據中心很容易發生鏈路冗余。并且在進行數據轉發時，資源使用量較大，極易導致服務器高強度運轉，會對服務器造成不同程度的損害。簡言之，服務器作為數據中心易于構造但在運行過程中數據冗余現象嚴重。其結構如圖2所示。
3.3 混合型構造
將交換機結構和混合型結構進行適度組合就構成了混合型構造，這種結構集中了交換機與服務器的優點，它將交換機作為中心，用網卡連接服務器并傳輸數據，能夠很好地完成大型數據包的存儲和傳輸。例如，DCell混合型構造是一種分層的、遞歸型的網絡構造，上層DCell由多個下層DCell網絡構成，假如把位于第J層的DCell當成一個節點，那么位于最底層的DCell將由N個服務器共同連接一臺交換機。因此，當N=4時，該結構如圖3所示。
4 當前分布存儲技術容易產生的問題
4.1 容錯問題
存儲技術的容錯性能可運用傳統的技術手段加以提高，比如，傳統的RAID、高性能服務器、更加專業的存儲裝置都能夠有效地改善存儲技術的容錯性能。但是，隨著社會經濟的快速發展以及計算機應用的逐漸普及，需要存儲和處理的數據量快速增長，這就要求數據中心的存儲節點隨之增長。在這種情況下，技術的限制導致數據存儲和計算出現諸多問題，比如數據缺失、數據失效等。類似狀況的發生使用戶遭受了巨大損失，同時也嚴重限制了云計算技術的發展和應用[4]。
4.2 可擴展性問題
提升可擴展性能的傳統方式是預留出足夠的冗余磁盤空間。這種方式適用于常規的儲存技術，但并不能很好地適用于云計算環境下的分布存儲技術。因為預留冗余磁盤是通過增加磁盤來實現，在當前大數據庫浪潮的沖擊下，用預留磁盤冗余的手段來解決EB級數據的擴展性問題并不科學，而且在未來，數據庫的級別可能會更高，這就要求采用新的技術來解決可擴展性問題。
4.3 成本增大問題
在云計算技術出現之前，常規的分布存儲技術只需要對小規模數據進行存儲和計算，不需要對設備的散熱與降溫加以特殊考慮，因而在傳統的存儲設備制造和應用上并沒有涉及散熱和能耗問題。然而，在云計算環境下，隨著用戶的迅速增加以及數據級別的不斷攀升，如何解決好設備存儲、傳輸問題，以及計算EB級別數據時的散熱和能耗問題，有效降低設備制造成本以賺取更多盈利已成為困擾諸多設備廠家的難題。
5 分布存儲關鍵技術分析
5.1 容錯性技術
隨著互聯網、計算機以及通訊技術的發展，云計算技術在人們生產和生活中的應用越來越廣泛，云計算環境下的分布儲存技術也備受關注。數據容錯技術的應用意味著即便云計算系統在使用期間由于未知原因產生了錯誤，其依然可以不間斷地、正常地向用戶提供數據存儲、計算、傳輸服務。該技術的發現和使用可以有效提高系統的可靠性能，同時在一定程度上還能夠增強系統應用性，使數據訪問率實現一定程度的增長。通常情況下，數據容錯是利用添加數據冗余來實現，即在向用戶傳輸數據時即便有一些數據失效，但依然可以從冗余數據中召回所需數據，以滿足客戶需求。冗余數據在實際工作中的確能夠提升系統的容錯性，但同時也加大了存儲資源的占用。因此，良好的數據容錯技術不但要保證系統擁有良好的容錯性，而且也要最大限度地降低對存儲資源的占用，以控制成本、提升效益。
數據容錯技術可以分為復制型與糾、刪碼型的容錯技術。復制型數據容錯技術能夠實現簡單應用，但由于建立副本的需要，會占用非常多的存儲資源；糾、刪碼型數據容錯技術雖然占用空間較少，但在數據存儲和輸出過程中需要重復編碼及解碼，對設備的計算性能要求很高。在數據缺失時，復制型容錯技術只需將其它副本中的數據復制下載修復就可；糾、刪碼型容錯技術修復數據時需要查找更大的數據量，難度和成本都相應較高。
（1）復制型數據容錯技術。復制型容錯技術的原理是將個體數據實現多模塊化，將多個模塊放置到不同的節點中，運用這種方法可以有效避免數據丟失、失效對用戶造成的損失，因為某一個模塊缺失時依然能夠利用其它節點中的相同數據。當前，對該技術的研究主要有2個方向：①復制策略；②組織結構。
（2）糾、刪碼型數據容錯技術。糾、刪碼型數據容錯技術的原理是將存儲數據實現編碼化，產生新的占用空間更小的編碼數據，運用這種方法不但可以進行數據的復制存儲，而且可以有效減小存儲占用空間。
上述兩種數據容錯技術各有優缺點，其對比結果如表1所示。
5.2 節能技術
據相關統計機構調查結果可知，云計算環境下數據存儲系統的能耗可達到系統總能耗的44%。因此，對云計算技術節能的研究重點是對存儲系統節能的研究。對存儲技術節能技術的研究可以實現成本的有效控制，降低生產成本，提升企業利潤，同時節能技術的研究與應用還能夠有效地保護環境。數據存儲技術是云計算技術的基礎，降低數據存儲的能耗能夠有力地促進云計算技術的發展和應用，對社會發展也具有一定的積極意義。
5.2.1 節能技術能耗模型
云計算環境下的分布存儲通常會運用到數據中心，如果想有效降低數據存儲、傳輸、計算過程的能量消耗，最簡單有效的手段是減少每一個儲存節點對能量的消耗。只是在通常情況下，能量消耗的減少也同時意味著設備性能的降低?？赏ㄟ^單一的計算機能耗模型來對其性能與能耗之間的關聯性進行研究，此模型主要分為比例模型和兩段模型[5]。
在比例模型中，能量的消耗和計算機硬件的使用程度是正比關系，在硬件沒有負載時基本不會有能量消耗，因而該模型無法精準地計算出系統能量的消耗情況。在實際情況中，計算機只要開機就會有能量消耗。動態頻率、電壓調整以及固態硬盤技術的運用，使計算機工作時其硬盤可以根據負載調整轉速，使得性能與能量消耗步調一致，在保證性能的前提下有效減少能量消耗。
在兩端模型中，計算機整體能耗分為固定能耗和可變能耗。固定能耗主要為硬件設備運轉時的能量消耗，可變能耗由磁盤運轉速度決定。雖然上述兩種模型都認為設備高負載運轉時能量的消耗最高，但兩種模型對于空載時的能量消耗認識不同。兩端模型認為空載時的能量消耗是無法被忽略的，所以兩者相比，兩端模型可以更精準地計算出其能量消耗情況。DVFS技術以及VOVO技術的運用，使得通過關閉沒有任務的組件或數據節點的方法來減少能量消耗成為可能，可有效降低整個系統的能量消耗。
5.2.2 節能技術分類
目前，在減少分布存儲能耗方面出現了很多有用成果，可將最新成果分成兩類：軟件節能技術、硬件節能技術。
（1）軟件節能技術。這種技術是利用相關軟件合理調控和分配存儲資源來降低能耗，其特點是在降低系統能量消耗的同時不會導致性能的改變。軟件直接調控管理數據節點通過對其應用情況進行分析與調控，合理地關閉節點，降低其能量消耗
（2）硬件節能技術。這種技術是減少分布存儲硬件構成組件的能量消耗來實現整體的降耗節能，從硬件的構成層次可以將其分為兩個方面：數據中心技術、計算機整體技術。
5.3 可擴展性能技術
隨著數據存儲量上升到EB級別，對云計算環境下分布存儲技術的數據存儲、傳輸、計算能力都有著更高要求。在其發展過程中，必須要對硬件設備的可擴展性能加以提升和完善，以更好地促進云計算技術的發展和應用。
6 結語
云計算是適應新時展要求的新型計算模式，目前已廣泛運用于人們的生活和工作領域。云計算技術的應用受到數據分布存儲技術容錯性、成本、擴展性能等方面的限制，研究數據分布存儲的容錯性技術、節能降耗技術、可擴展性能力有助于提升云計算的整體發展水平，使云計算技術更好地服務于人類[6]。本文結合云計算技術的實際應用情況，分析了其中存在的問題，對提升分布存儲技術的一些關鍵成果進行了介紹，這些成果的應用可有效提升云計算環境下分布儲存技術的性能，從而增強其對數據的存儲和處理能力，促進云計算技術的廣泛應用。
參考文獻：
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