云计算技术理论范文

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中图分类号：TV222.2文献标识码：A 文章编号：

引言

教育是全社会关注的重点,也是一个国家保持可持续发展和创新的基础。教育领域的信息化建设就是要采纳最新的信息技术,促进先进的教育成果的流通,实现广泛的合作,从而提高教育效果,促进科技进步。而云计算被认为是下一代网络计算平台的核心技术,是一个全新的领域

1.云计算的概念和原理

1.1云计算的定义和基本原理

云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式，概念是由Google提出的，并行处理、分布式处理和网络计算的发展产物，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，把存储在大量分布式计算机产品中的大量数据和处理器资源整合在一起协同工作，使相关的计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机中，实质上是通过互联网访问应用和服务,而这些应用或者服务通常不是运行在自己的服务器上,而是由第三方提供。

云计算系统的建设目标是将运行在PC 上、或单个服务器上的独立的、个人化的运算迁移到一个数量庞大服务器“云”中，由这个云系统来负责处理用户的请求，并输出结果，它是一个以数据运算和处理为核心的系统。它是一种新型计算模型。是一种新兴的共享基础架构的方法，它面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供数据存储和网络服务。它利用利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的超级计算机集群中，这个计算机群是由成千上万台很普通的标准服务器组成，由大型的数据处理中心管理。

云计算依靠强大的计算能力,使得成千上万的终端用户不担心所使用的计算技术和接入的方式等,都能够进行有效的依靠网络连接起来的硬件平台的计算能力来实施多种应用。云计算的新颖之处在于它几乎可以提供无限的廉价存储和计算能力。

2云计算的发展现状

1983年，太阳电脑（Sun Microsystems）提出“网络是电脑”（“The Network is the Computer”）,2006年3月，亚马逊（Amazon）推出弹性计算云（Elastic Compute Cloud；EC2）服务。 2006年8月9日，Google首席执行官埃里克•施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）首次提出“云计算”（Cloud Computing）的概念。Google“云端计算”源于Google工程师克里斯托弗•比希利亚所做的“Google 101”项目。2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持（包括数百台个人电脑及BladeCenter与System x服务器，这些计算平台将提供1600个处理器，支持包括Linux、Xen、Hadoop等开放源代码平台）。而学生则可以通过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划[5]。

从2007年下半年，云计算开始被广泛关注，并被认为是影响IT未来发展的“革命性的计算模型”。Amazon是最早进入云计算领域的厂商之一， 它使用弹性计算云（EC2）和简单存储服务（S3）为企业提供计算和存储服务，分别为企业提供在线数据存储、计算、内容传递、大量数据并行处理、数据索引和查询等服务。有第三方统计机构提供的数据显示，云计算已经成为Amazon增长最快的业务之一[3]。

现在云计算已经得到包括谷歌(Gosle)、微软(Microsoft)、IBM、雅虎(Yahoo)、亚马逊(Amazon)等软件厂商的重视，各个软件厂商都在积极推进云计算的研究和应用，分别提出了针对云计算的方案和实现。

3云计算的特点和优势

3.1 从传统的技术平台转化为一种服务平台

云计算有几个比较重要的特点，它最重要的一个特点，就是你可以把运算服务从传统的技术平台转化为一种服务的比较有效的平台。多少年来，我们就有了一个有效的网络，就有可能把运算变成一种服务。就好象说有了自来水管，我们就有可能把供水变成一种服务。以前没有自来水管之前挖掘是一个关键技术，有了自来水管以后就不需要所有人都挖井，我们有了信息网络之后，就不需要每一个建设一个计算机中心。很明显它是一个重大的改革。

3.2可靠、安全的数据存储

云计算作为分布式处理技术的发展,依托据存储中心可以实现严格、有效的控制、配置与管理,具有更好的可靠性、安全性和连接性能,同时高度集中化的数据管理、严格的权限管理策略可以让用户避免数据丢失、病毒入侵等麻烦。即使真的中了病毒，也不用担心，因为在“云”里有世界上最专业的团队来帮你管理信息，就像是你不用花钱，也可以享受到最好、最安全的服务。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机更加可靠。

3.3提供多元、方便、快捷的云服务

云计算时代，用户将不需要安装和升级电脑上的各种应件，只需要具有网络浏览器，就可以方便快捷地使用云提供的各种服务。这将有效地降低技术应用的难度曲线，进一步推动Web服务发展的广度和深度。而且在云计算模式中所有应用和服务请求的数据资源均存储在云中,用户可以在任意场合、时间通过网络接入云平台,使用统一的云服务,按照自身的需求获取所需信息,并可以实现不同终端、设备间的数据与应用共享,为工作带来极大的便利和效率。同时，云计算可以调用云中的计算机群,使用基于海量数据的数据挖掘技术来搜索网络中的数据库资源,并运用各种方法为用户反馈出尽可能详尽、准确的结果,极大的扩展了而不是传统意义上的基于某个具体服务器为用户提供相应服务的工作模式;同时云中的计算机可以通过相应技术保持网络数据库信息的及时更新,用以保证用户服务的快速、准确。

4云计算在教育领域的应用研究

4.1计算机应用在教育领域的现状

现在国内计算机应用在教育领域总体来说存在下面几方面的缺陷：

4.1.1教学资源分布不不均匀：

知名高校、沿海发达城市拥有更好的的资源，包括讲师教授，实验室和电脑设备。而对于普通学校来说，由于资金来源有限，往往面临着设备老化，实验室资源不足等状况。

4.1.2教学资源共享程度低，并且存在一定的安全隐患：

近些年，远程教育和网络教育的发展以及各个地区的小、中学，高校的学校课程联合范围的扩大，使得课程资源在一定程度和一定范围内实现了整合，但是仍然处在一个教学资源共享程度非常低的现状，对于硬件资源更是无法实现整合。而在计算机安全方面，由于网络规模的迅速扩张，网络管理的复杂度日益增加，病毒、黑客攻击等一旦入侵，便能在学校资源相对容易的进行扩散，此类安全问题也越来越引起人们的重视[7]。

4.1.3教学资源更新成本高，更新速度慢：

技术飞速进步往往要求学校能够为学生提供最新的实验室和电脑设备，而相应的需要更多的成本，这给院校带来了很大的压力。

诸多的这方面的问题不仅造成了重复的教育资源投入；另一方面也扩大了教学质量的差异。因此如何合理的运用云计算去对教学资源进行最大程度，最大范围的整合，减少教学成本，提高教学质量，有着十分重要的意义。

5.结束语

云计算能为高校信息化提供所需的基础设施和软件环境,帮助高校摆脱资金不足、专业技术人员匮乏等各种困扰,其在高校教学、图书馆数字化建设、科研中的应用前景十分广阔。但作为新兴的概念，如何在现有的高校信息化工作中进行基于云的各种资源整合还存在着许多的困难和问题， 但云计算为作为整合教育资源、强化教学资源的信息安全、提供所需的基础设施和软件环境等各个方面提升的有力手段,必然会在教育领域中有越来越多的应用。

参考文献：

[1] 迈克尔•于戈斯，王鹏. 赢在云端:云计算与未来商机[M].北京：人民邮电出版社，2012

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云计算就是一种计算方式，是通过计算机与互联网形成的一种新的计算模式。它可以连接虚拟化和扩展化资源，可以提供给互联网服务访问以及随想的计算模式，其中每一项资源或者功能的使用，都可以分布在全球的每一个服务中心或者数据中心上。

1.2云计算发展现状

2009年是“云计算”元年。该年初，MichaelStephens就预测云计算跟图书馆的管理有着密切的联系，与此同时，云计算很荣幸地登上十大技术趋势的榜首。而在美国的ALA网站上，也有很多关于云计算的介绍，这是云计算在图书馆管理领域应用的第一步。国内图书馆很早就对云计算有着密切的关注。2008年，上海图书馆研究人员刘炜提出了亚马逊的云计算（收录在《关于中外图书馆事业和理论研究》一书中），他指出云计算可以让图书馆人员更加专注自己的业务，可以从互联网的束缚中挣脱出来，并且提高服务的质量，扩大协作的范围以及减小使用的难度系数。刘炜又在2009年《图书馆前沿技术论坛》中提出“图书馆进入了云计算机时代，选择的解决方案要适合现在技术的发展”。图书馆学者施海燕和范并思也都指出，图书馆应该重视云计算的应用，并且接受云计算给图书馆带来的各项挑战和机遇。

2图书馆面临的机遇和挑战

2.1云计算给图书馆管理带来的机遇

图书馆需要面临很多问题，数字化的建设需要投入大量经费，而图书馆的常规经费非常有限，这就使得图书馆的资金投入有所欠缺。缺少维护经费，就会造成图书馆设备老化和网络传输速度较慢的现象。而云计算的投入使用可以降低图书馆数字化建设的成本，使图书馆的设备得以维护，还可以提高网络传输的速度。除了数字化建设成本上的缩减，云计算还促使图书馆只需要连接互联网就可以使用相应的软件系统，让图书馆跟大容量的存储设备和服务器说再见，缩减了设备维护人员，给图书馆提供了更多的资金利用空间。目前人们的阅读形式不再单单是通过纸质印刷物来获取信息，还有一种更新潮的方式，就是服务商将书本的版权买回并通过数据库推送上网，读者可以付费或者免费阅读。这就是通过云计算的方式，将数字资源转变成可以直接阅读的形式。这种利用云计算提供多种数字资源的方法给读者带来了很多便利，也有越来越多的人接受并且喜欢这种阅读方式。尽管很多图书馆中的书籍等文献资料已经非常全面，但是总会有读者找不到的相关资源，这就可以利用云计算在全国各高校和公共图书馆之间建立一个信息共享平台，除了本馆可以利用，还可以通过这个信息共享平台查阅到其他图书馆的馆藏资源。信息共享不仅满足了读者的需要，还丰富了图书馆的资源储备，同时降低了图书馆的运营成本。

2.2云计算给图书馆带来的挑战

虽然云计算给图书馆管理带来了很大的便利，但是云计算给图书馆带来的挑战也不容忽视。

2.2.1图书馆中的数据资源可以通过云计算实现共享，但也由此产生了数据安全的问题。加大图书馆信息数据安全设施是首先要注意的问题，也是云计算给图书馆带来的首要挑战。信息数据安全设施的建设核心是公钥基础设计的建设，公钥基础设计就是利用数字签名以及公钥加密的平台，由数字证书、证书发放机构、公开秘钥密码技术和公开密钥相关的安全策略这几个部分组成。公钥基础设计的建设可以使图书馆在多种环境中使用加密以及数字签名技术，那么用于云计算传输的资料数据就不会被偷看和篡改。从而为云环境下的图书馆提供了一个安全的网络环境。

2.2.2云计算模式下的图书馆存在着很大的安全隐患，这也是图书馆需要面临的另一大挑战。因为云计算的跨组织性、动态性以及异构性，不可能让每个用户使用云资源前都要进行身份验证。图书馆可以构建一种统一登录身份验证的方式，只要进行一次身份验证，用户就可以访问其他的云资源，不用再次进行身份验证。

2.2.3云环境下的图书馆需要对大量用户信息资料进行管理，这种管理工作也非常繁琐，同时涉及权限、知识产权等问题。对此，我们可以采取相应的管理措施，可以通过专门的数据管理技术，利用列存储的管理方式进行数据管理，可以有效提高图书馆用户信息资料管理的应用效率。

2.2.4图书馆在运用云技术后，用户可以便捷地获得需要的信息资源，虽然这种方式有效实现了信息产品的社会价值，却失去了其商业价值。我们可以通过协商制定一个相应的协议，将云资源进行等级划分，设定不同层次的访问权限，制定不同层次的计费标准，通过这种模式提高信息产品的商业价值。

2.2.5各高校图书馆以及公共图书馆应该制定一套关于云计算应用的相关标准，还要对MSP的开放性、标准化、保密级别、安全性、企业诚信、可持续发展加以研究，便于图书馆对云计算的研究及管理，有效保障图书馆信息资源的安全以及图书馆的基本利益。

2.2.6图书馆可以自由选择IT供应商，而图书馆在转换IT供应商时也需要有转换中的技术标准。随着云计算的发展，很多IT企业都在自己的技术标准上建立了属于自己企业应用的“私有云”，这种方式欠缺兼容性，在不同模式中也不可以互相操作。这一点是云计算给图书馆带来的新型挑战之一，如何实现云计算的共同发展是一个应该重视的课题。

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中图分类号：TP301 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2012.07.047

1.云计算的背景、定义及特点

云计算是继1980年代大型计算机到客户端一服务器的大转变之后的又一种巨变。

云计算是网格计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算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。云是网络、互联网的一种比喻说法。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

2.云计算的相关概念

2.1Iaas：基础设施即服务

模式和基础设施

云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。

IaaS：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。

2.2Paas：平台即服务

PaaS：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。

SaaS：软件即服务

SaaS：软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。

2.3云物联

物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

2.4云安全

云安全（Cloud Security）是一个从“云计算”演变而来的新名词。云安全的策略构想是：使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此庞大的用户群，足以覆盖互联网的每个角落，只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现，就会立刻被截获。

“云安全”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。

3.云计算在国内外高校图书馆界的应用

3.1高校图书馆应用云计算的切入点

随着“云”的不断发展，其轮廓也日渐清晰的展现在我们面前，云计算所具备的海量存储能力、节点灵活接入、资源获取便捷等特性，能够实现高校图书馆之间联合编目和资源的共享，能够整合异构数据库实现一站式检索，进而优化经费的使用，减低系统的运行维护成本，提高工作效率，改善用户的体验，使高校师生可以无障碍的获取更多资源，满足高校图书馆用户的各类需求包括他们的潜在需求。此外云技术使用特殊的容错措施可利用廉价的节点构成云，通过集中式的自动化管理，图书馆无需负担数据中心管理成本，这些工作将由云服务供应商负责，图书馆只需共享云端资源即可。

3.2国内外高校图书馆云计算应用

国外高校图书馆使用云计算技术稍早于我国，国外成功运作最具规模的项目属0CLC的WorldCat数据库，它也是图书馆界对云计算的初次尝试，目前全球已有7万多家图书馆加入此项目，高校图书馆约占一半。该系统可以实现统一的采购、编目、流通环节的管理，所有的服务都通过云端提供给图书馆，使每个图书馆不再需要拥有自己的一套图书馆集成系统，甚至不需要自己的服务器，而只需要接入互联网的设备就可以完成图书馆日常各种工作。OCLC WorldCat Local提供一个强大的检索接口和覆盖整个网络的信息检索服务。云技术的使用简化了检索的过程，使用户可以通过一站式的检索一次性获取所在图书馆的馆藏、所在图书馆所参加的图书馆联盟的馆藏及OCLC WorldCat全球图书馆联合目录数据，获得目次、摘要、封面图像等信息。

4.云计算在信息技术教育中的应用

4.1云计算将改变移动学习模式

移动学习是继数字化学习后出现的又一新学习模式，它包括随时、随地的学习资源，强大的搜索能力，丰富的交互性，对有效性学习的强力支持和基于绩效的评价。移动学习的模式有两种：基于短信息服务（SMS）和通过建设WAP教育站点，分别是基于点播和基于浏览的移动学习。云计算的出现将带来移动学习模式的变革。云计算教育资源将存储于云服务器中，学习者无需再通过短信或WAP站点点播方式，学习者可以通过EPC、手机等终端，随时随地登录到学习平台进行学习。

4.2云计算可以构建虚拟学习环境

随着网络学习的普及，构建完善的虚拟学习环境成为远程教育的研究热点之一。在Web 2.0环境下，个人使用更多的是网络学习和非正式学习。目前虚拟学习环境的构建仍依托于某特定的教学机构，其辐射范围、学习者构成、学习内容等往往受该教学机构的控制。云计算是继网格计算之后的又一个全新的网络概念，是下一代互联网的发展趋势。在云时代，所有资源和应用程序都将整合在“云”端，学习者可以根据云服务的类型，自由地选择学习内容和学习方式，创建虚拟社区。Google协作平台、百会的协作编辑功能、Ning的社区环境都有利于异地学习者学习成果的展示、交流和深度互动。如可以通过iGoogle创建个性化网络空间，利用Diigo创建个人网络课程等。在云时代，我们就可以轻松、自如地创设人性化的网络学习环境。

4.3云计算可以整合教育信息资源

数字化教育信息资源的共建共享对教育信息化的发展具有重要意义。教育信息资源是教学改革的参照物、教学研究的工具书、学习的知识仓库。随着现代信息技术的发展，教育信息资源将越来越丰富，给教育信息资源的发展提供了极大的空间。互联网最大的优势在于资源的聚合，云计算根本出发点就是信息融合与网络共享。在云计算时代，教育信息资源转化为云服务，学习者只需输入关键词，即可获取来自世界各地的教育资源。

5.云计算在职业教育领域的应用

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中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-01

当前教育技术不断进行革新，相当一部分学校加大资金投入建设了不少多媒体机房。从某种程度上说，现有的网络结构并不复杂，每一个机房就好像是小型局域网络。机房和机房之间联系并不密切，存在一定的独立性，从而形成了一个网络孤岛。与此同时，为了能够给这些网络孤岛提供较为优质的服务，中心机房应该及时配备恰当的服务器设备。这些服务器设备包括：文件服务器、FTP服务器、数据库服务器和安全防火墙等等。据资料显示，绝大部分服务器的资源利用率相当低。毫无疑问，随着科学技术水平的大幅度提升，云计算技术的合理运用一定程度上为有关教育部门创新工作手段提供了有力的支持。

一、云计算

近年来，广大用户对云计算越来越熟悉了，云计算已经取得了较为广泛的应用。云计算主要凭借互联网，把大量的存储信息和较为复杂的计算程序整合起来，科学、合理地分布到相应的远程服务器端，从而为广大用户提供一定的便利。不可否认的是，云服务提供商采用云计算方式能够较为便捷地建设相关的本地资源。这里需要指出的是，广大用户应该将自己需要的服务及时反馈给云计算中心，并且按时支付所需费用就能够正常使用。这些服务包括：选择适宜的开发平台、分配硬盘资源和使用应用软件等等。

二、云计算在高校机房管理中的应用

在对云计算有一定了解的前提下，接下来，我们将从以下两个方面较为详细的介绍云计算在高校机房管理中的应用。

（一）云计算中心基本结构

一般来说，云计算中心能够按照广大用户的实际需求开始相关资源的管理和分配。充分考虑现有的云计算技术的机房管理模式，高校机房依托于互联网，与云计算中心建立了较为密切的联系。不容置疑，云计算中心的基本结构如下：平台服务PAAS、虚拟化资源、软件服务SAAS、物理资源池和基础设施服务IAAS等等。广大用户根本不用考虑维护相关数据的主要原因在于：云计算中心会灵活、统一的管理和调配相关方面的资源。具体来说，这些资源包括：全部的服务器、软硬件、设备使用和存储设备等等。接下来，将简要谈谈云计算中心五个层次的主要功能。在应用层，SAAS软件能够通过互联网向各个机房提供所需的应用软件模式；在平台层，PAAS平台起到十分重要的作用，它能够有助于用户在相应的平台上启动应用程序；在基础设施层，多台服务器能够组成相应的资源。经过一系列处理，整合成虚拟资源池，从而为机房提供优质的服务；在虚拟化层，硬件相当于服务。为了给广大用户提供高效地硬件服务，我们应该不断加强其与PAAS平台层的合作。这些服务包括：服务器集群服务、硬件管理、维护与检修服务等等。这里需要明确指出的是，基于云计算技术的高校机房应用模式不容忽视。

（二）基于云计算技术的机房管理的实际应用

在实践生活中，我们不难发现云计算技术的机房管理的实际功能主要包括以下几点。第一，操作简单。实践证明，机房管理并不简单。机房管理员对机房的软件系统和全部硬件设备应该十分熟悉，并且确保其能够正常运行。云计算技术为软硬件的维护工作做出了巨大的贡献。第二，安全可靠。不容置疑，采用云计算的机房管理模式能够大幅度降低机房服务器的故障率。例如：为了大幅度降低病毒传染的机率，为了进一步保证机房计算机的安全，教师在机房进行授课的过程中，会要求学生严格按照一定的条件成功登陆云教学系统。这个条件是：学生只有获得教师提供的账号密码，才能顺利接入云计算中心的服务器。值得肯定的是，这为学生提供了较大的便利，学生再也不用自行下载，不用再利用U盘拷贝所需的课件。与此同时，存在一定故障的服务器数据能够通过另一台服务器迅速进行拷贝。毫无疑问，凭借云计算技术的明显优势，高校机房能够为广大教师和学生提供高效的服务。第三，方便快捷。从目前看来，相当一部分服务器会受到吞吐量和处理性能的制约。毫无疑问，采用云计算技术进行资源管理和调配，能够十分有效地避免出现服务器瘫痪现象。第四，经济实惠。随着互联网的普及，软硬件更新换代的速度十分快。目前，机房即将应对的困境是，机房必须定期进行软硬件的升级和淘汰。但是，我们应该清楚地了解到，机房现有的设备动作十分缓慢，大大浪费了人力、财力和物力。正因为如此，我们应该采用云计算技术的机房管理模式，这有利于云计算中心集中整合高校机房的全部设备。

三、结束语

综上所述，云计算技术的机房管理具有十分重要的实践意义。为了能够科学、合理地进行校园资源的整合，相当一部分高校充分运用云计算技术，以期大幅度提高工作效率。从某种意义上说，在现有的云计算技术机房管理的模式下，机房无需大量增加软硬件，无需定期维护相应的设备，无需担心有病毒入侵，这大大节约了机房管理人员的时间和精力。只有我们重点关注云计算技术在机房管理中的实际应用情况，不断加强改进不足之处，投入足够的云服务租用费用，才能达到资源共享的目标，才能加快促进高校网络化、信息化的发展进程，才能进一步保证高校的教学质量。

参考文献：