云计算的本质特征范文
时间：2023-12-20 17:55:41
导语：如何才能写好一篇云计算的本质特征，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：智慧城市；感知基础层；网络中间层；智慧应用层
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 08-0000-02
一、引言
随着“智慧地球”、“智慧城市”概念的提出，在全球范围内掀起了一股建设智慧城市的热潮，世界各个城市把建设智慧城市纳入到新一轮城市发展和经济发展的重要战略布局中。然而，在智慧城市建设中尚存在诸多问题，特别是什么是智慧城市这个看似简单但又非常关键的问题有待我们进一步认识和厘清。也就是说厘清智慧城市的内涵、本质特征以及基本要素构成是一个尤为重要的关键问题，认清智慧城市的本质就可以防止智慧城市建设中的盲目性，从而实现中国智慧城市建设的科学性、全局性和可行性。
二、智慧城市的内涵
（一）智慧城市发展概述
“智慧城市”首次出现在1984年美国拉斯维加斯的一家以智慧城市命名的产业技术协会组织，欧盟在2007年的《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市（Smart City）”的创新构想，2009年IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”。从2005年开始，我国学者开始借鉴国外智慧城市的建设与发展经验。2009年，国家总理在北京科技界大会上作了题为《让科技引领中国可持续发展》的报告，报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念，标志“智慧城市”的研究引起国家层面的重视。从2010年开始，智慧城市指标体系进入了研究者视野，中国智慧工程研究会了“中国智慧城市（镇）科学评价指标体系”、上海浦东新区了“智慧城市指标体系1.0”。2010年，《中国智慧城市（镇）建设行动纲要（建议案）》由中国智慧工程研究会制定完成，提出未来5年发展100个智慧城市（镇）、200个智慧城区示范区的建设构想。可以预见，在未来的几十年内，智慧城市的建设和发展将成为国内新一轮城市发展与转型的创新点和有力支撑。
（二）智慧城市的内涵
IBM认为“智慧城市”是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。北京大学朱跃生教授认为：数字城市+物联网+云计算+移动互联网=智慧城市。胡宝钢教授认为智慧城市就是对于城市发展过程的集成和复合，即智慧城市是对工业城市、信息城市、互联城市、智能城市、数字城市五个阶段的集成和复合。国脉互联认为智慧城市的本质特征是更加透彻的感知、更加广泛的联接、更加集中和更有深度的计算，智慧城市的“智”指智能化、自动化，是城市的智商；“慧”指灵性、人文化、创造力，是城市的情商。
综上所述，我们认为智慧城市人类城市建设的延续，是从工业城市、信息城市一直到数字城市发展到更高阶段的必然产物。其本质特征是以传感器、物联网、高速无线信息基础设施为基础，以精细、准确、可靠的传感网、互联网等多网融合为传感经络，以数据挖掘、云计算、模糊识别、智能技术等为神经中枢，以智慧经济、智慧产业、智慧技术、智慧管理、智慧服务、智慧医疗、智慧校园、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式和新形态。总之，智慧城市是人类城市化进程中，实现人与环境、人与城市、人与自然高度融合、协调发展的更高阶段。
三、智慧城市的特征
（一）全面感知
更全面更加透彻的感知是智慧城市的基础也是其基本特征，即利用各种传感技术和设备，使城市中需要感知和被感知的人与物可以相互感知，且能够随时获取需要的数据和信息。要想实现全面、透彻的感知是一项非常艰巨的任务，传感技术和设备的发展是关键，传感设备在智慧城市中的广泛嵌入是基础，传感设备在智慧城市中的广泛嵌入形成了智慧城市的“感觉器官”。
（二）可靠传递
在广泛的联接基础上形成可靠传递是智慧城市的基本特征之一，即融合移动互联网、电信网、互联网、物联网形成泛在化的网络承载系统，并安全可靠的将各种采集信息和控制信息进行实时准确的可靠传递。基于广泛联结的可靠传递是智慧城市的信息来源的基础，广泛联结如同智慧城市的“经络”，而可靠传递如同智慧城市传递来自外界的准确“刺激”信息，是智慧城市对外界信息的准确通信。
（三）智能处理
更加集中和更有深度计算的智能处理能力是智慧城市的基本特征之一，即利用云计算、数据挖掘、智能模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据进行快速、集中、准确的分析和处理，并做出智能化的控制与处理。对海量的数据，利用数据挖掘、云计算、模糊识别等智能技术对其进行智能化的处理是实现智慧城市的关键和标志，是智慧城市区别于数字城市的关键点。
（四）人性化管理与服务
智慧原本是对人的灵性的描述，现在移植到城市建设之中，其目的是要实现城市的智能化、自动化、智慧化、人性化等，即城市像人一样也有灵性也有智慧。当城市的运行建立在全面的感知、可靠的传递以及智能的处理的基础之上时，城市也如同人一般具有了灵性和智慧——智慧城市。
四、智慧城市的要素构成
（一）智慧城市的“躯体”：感知基础层
感知基础层是智慧城市的“躯体”与“感觉器官”（如图1所示）。传感设备在智慧城市中的广泛嵌入形成了智慧城市的“躯体”与“感觉器官”，感知基础层的功能是收集现实世界中发生的物理事件和数据，包含各种物理信息量、坐标信息、身份信息、声音、视频数据等，感知基础层成了决定物品是否能感知、能说话的前提条件。数据采集与执行主要是运用智能传感器技术、身份识别以及其他信息采集技术，对物品进行基础信息采集，同时接收上层网络送来的控制信息，完成相应执行动作。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、互联网、通信网等数据采集、二维码和实时定位等技术。感知基础层使整个城市有了“躯体”和“感觉器官”，整个城市既能向网络表达自己的各种信息，又能接收网络的各种控制命令。
（二）智慧城市的“经络”：网络中间层
网络中间层是智慧城市的“经络”，即信息传导系统。它将完成整个城市甚至整个国家范围的信息传递与沟通，通过移动互联网、电信网、互联网、物联网形成泛在化的网络承载系统，并安全可靠的将各种采集信息和控制信息进行实时、准确、可靠的传递，把信息安全、快捷、可靠的送到城市的各个地方，使物体自己之间能远距离、跨领域通信，从而实现城市之间、甚至全球范围内的通信。网络中间层形成了智慧城市的“经络”，“经络”的形成使信息传递有了通道，智慧城市中可靠的传递是是智慧城市的基本特征之一，强大的网络中间层是智慧城市可靠传递的保证。
（三）智慧城市的“大脑”：智慧应用层
智慧应用层是智慧城市的“大脑”。智慧应用层对海量的数据进行快速、集中、准确的分析和处理，并做出智能化的控制与处理，完成物体信息的采集、分析、决策等功能，智慧应用层是物联网的控制层、决策层。物联网的最终服务对象还是人，其目的是要实现城市的智能化、自动化、智慧化、人性化等，智慧原本是对人的灵性的描述，现在移植到城市建设之中，城市也如同人一般具有了灵性和智慧。物联网的应用服务涉及到当今生活、学习、工作的各个领域，如智慧校园、智慧医疗、智慧家居、智慧交通、智慧物流、智慧电网等。智慧应用层是智慧城市的“大脑”，智慧应用层使城市具有了灵性，实现了城市的智能化、自动化、智慧化，使城市更具有人性化和创造力。
五、结论
随着全球范围内智慧城市建设热潮的掀起，我国建设智慧城市已成必然，各级政府已经把智慧城市的建设作为新一轮城市和经济发展的重要目标和推动力。因此在智慧城市建设中我们必须弄清楚智慧城市的内涵、特点和基本要素，研究智慧城市建设发展的规律，充分借鉴全球智慧城市的建设经验，结合各城市智慧城市发展的特点和中国智慧城市建设的特色，探讨出一条可行之路，为我国智慧城市建设和发展做出贡献。
参考文献：
[1]王世伟.城市特色：建绿色、泛在和协同的智慧城市[N].文汇报,2011,12
[2]张毅,唐红.物联网综述[J].数字通信,2010,8
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[4]谢昕.我国智慧城市发展现状及相关建议[J].上海信息化,2012,1
[5]张永民,杜忠潮.我国智慧城市建设的现状及思考[J].中国信息界,2011,2
[6]本.物联网综述（1）[J].有线电视技术,2011,1
[7]胡宝钢.什么是智慧城市？[EB/OL]. 省略/Group/Topic/60724/
[8]国脉互联：中国智慧城市的愿景与本质特征[EB/OL].finance.省略/a/20110303/005226.htm
[作者简介]
篇2
关键词：云计算；高等教育；教育信息化建设
中图分类号：TP301
文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2014）003-0010-03
0 引言
2008年2月，美国商业周刊发表《Google及其云智慧》一文，开篇就宣称：“这项全新的远大战略旨在把强大得超乎想像的计算能力分布到众人手中[1]。”Google Trends的搜索量统计结果帮助我们量化地认识了这一现状，自2007年云计算进入统计范围以来，其搜索量几乎成直线上升。此外，云计算于2009年首次进入Gartner技术成熟度曲线报告时就在十大战略技术中排名第三，在2011年由于被重视而上升至首位，在2012年更是使得Gartner了单独的云计算技术成熟度曲线报告。这些充分表明了云计算在当前受到的重视程度及其在不远的将来可能引发的对业界和社会的影响程度。这使得企业纷纷高调宣布踏入云计算领域，将其作为下一代业务的重点发展方向，包括微软的Azure项目、亚马逊的弹性计算云、谷歌的App Engine云计算平台、IBM的蓝云计划等。
1 云计算概述
继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被誉为第三次IT浪潮。
根据美国国家标准与技术研究院（NIST）信息技术实验室对云计算的定义，云计算是一种可以提供便捷按需网络接入、访问可配置的计算资源共享池（如网络、服务器、存储、应用软件、服务）的模型，从而使得这些计算资源能够以最小的管理投入或最少的服务供应商交互被快速获得[2]。这一“云”模型提高了计算资源的可用性，该定义由5个本质特征、3种服务模型和4个部署模型构成。云计算的本质特征如下：
（1）按需自选服务。消费者能够按照需要自动单方面地配置计算性能（如服务器时间和网络存储），而不需要和每个服务供应商进行人工交互。
（2）广泛的网络接入。通过网络和标准协议获取、接入计算资源，同时利用多样化的客户端平台（如手机、笔记本、掌上电脑）促进对其更有效的利用。
（3）资源池。供应商的计算资源通过一个多客户共享模型集中起来，然后根据客户需求，动态分配和再分配不同的物理和虚拟化资源，以满足客户的多样化需求。这里存在一个区域独立的观念，客户通常不需要控制或知道这些资源的准确位置，但是他们或许能够在更高一层的抽象概念上（如国家、州或者数据中心）识别这些资源的位置。这些计算资源包括存储设备、数据加工、内存、网络带宽和虚拟机等。
（4）快速的弹性能力。可以快速、弹性地（有时甚至是自动地）提供、释放和接入云资源的权限与服务。客户可以在任何时间按需任意购买这些无限量提供的服务权限。
（5）可量化的服务。云系统通过在某些抽象层上对服务类型（如存储、处理、带宽以及活动用户帐号）采用一种可计量的能力杠杆实现自动地控制资源，优化资源使用。资源的使用可以被监控、控制和记录以便为服务的供应商和客户提供透明度。[2]
此外，云计算的3种服务模型是指软件即服务（SaaS）、平台即服务 （PaaS） 和架构即服务 （IaaS）。NIST还了云计算的4种部署模型，即私有云、社区云、公共云以及混合云。
根据NIST对云计算的定义，云计算作为一种新型计算模型，能够把IT基础设施资源、应用系统、软件等作为服务，通过广泛、便捷的互联网提供给用户。同时，云计算是一种新的基础架构管理方法，能够将大量高度虚拟化的资源集中管理起来，组成一个庞大的资源池，以服务方式进行管理。对云计算的通俗理解就是将计算资源服务化、集中化，用户可以像使用电力、水一样快速、灵活接入和使用这些资源，只需要对自己使用的部分进行付费（pay-per-use）。因此，云计算也被称为第5个公共设施[3]，正如电力、水是靠电厂、水厂进行集中统一供应。
云计算不仅意味着一项技术或一系列技术的组合，它所秉承的核心理念是“按需服务”，是一种新型的服务交付和使用模式，即用户能够通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软件（或应用）等ICT资源或（信息）服务[4]。云计算这种革命性商业模式最重要的影响在于在普遍意义上改变了计算机服务、应用等服务资源的消费模式，即它使原来用户自购自建的消费方式走向了（广域）网上（付费）使用为主的模式，从而更广泛、更深刻地改变了人类的工作和生活方式。
2 高等教育信息化拥抱云计算
作为教育信息化发展的前沿，高等教育信息化在促进自身改革创新的同时，也成为提高整个国家教育信息化的有效途径。一方面，高等教育所具有的特定优势，如汇集了众多专家和人才、具有高度研发性和创新性、拥有良好而稳健的财政投入以及教育信息化建设以来所建立和积累的数据资源等，赋予了高等教育自我提升、自我变革的力量，使得高等教育信息化建设得以不断开拓创新；另一方面，当这种变革力量向社会传播时，就意味着高等教育还要肩负起服务社会的职能。作为高等教育职能的延伸，服务社会意味着高等教育信息化在加强自身建设的同时还要面向社会提供信息化建设的经验、成果等，力图提高整个社会的信息化建设水平，这就奠定了高等教育在我国教育信息化建设进程中的重要地位。因此，高等教育既要提高自身信息化建设，又要积极利用信息化手段推进产学研用结合，强化社会服务能力，促进整体性信息化建设。
自上世纪90年代以来，我国专注于教育信息化建设而实施了一系列重大工程和政策措施，为我国教育信息化发展奠定了坚实基础。我国教育信息化已取得了显著发展，但我们必须清醒地认识到，加快推进教育信息化还面临诸多困难和挑战。在教育信息化建设实践中还存在着优质教育资源开发和共建共享、资源整合、平台建设等诸多问题，推进教育信息化仍然是一项紧迫而艰巨的任务[5]。
教育信息化注重发挥现代信息技术优势，以促进信息技术与教育的全面深度融合。云计算被视为“革命性的计算模型”，它使得超级计算能力、资源、服务等通过互联网自由流通成为了可能，是一种新型的服务交付和使用模式，具有以服务和用户为中心、方便可扩展、即用即付等优势。因此，革命性的云计算技术与作为教育信息化发展前沿的高等教育相结合必将引发璀璨的火花，为我们更快、更好地进行教育信息化建设提供新的思路和发展模式。《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》中明确提出“建立国家教育云模式”，希望借用云计算技术支撑、深化教育信息化建设。早在2009年，美国教育董事会成员就建议引入云计算技术。现在正是高等教育发挥更加积极作用的时刻，教育部门要对校园之上的云计算转变投入更大的精力和行动[6] 。
3 云计算对高等教育信息化建设的变革
鉴于云计算的革命性作用，云计算的引入必将为高等教育信息化建设开创新局面，为我国教育信息化深入发展提供技术支撑。
3.1 促进优质教育资源开发创新，强化信息技术产业化发展
目前，教育资源开发远远不能满足教育的实际需求，造成了“软件开发滞后于硬件建设”。美国教育信息化的基石——它的5 000家软件企业完美诠释了资源建设在教育信息化中的重要作用。在我国，高等教育领域汇集了众多学科领域专家和教学设计开发人员，拥有丰富的科研资源，诸多优势决定了我国高等教育要承载起铸就教育信息化基石的重任。
云计算作为一种新型的服务交付和使用模式，采用即用即付方式收费，具有浓厚的商业色彩。在高等教育领域，云计算对教育资源的开发和创新具有革命性作用。首先，云计算使得超级计算能力、各种软件服务、数据资源等可以采用即用即付方式消费，高等教育信息化建设无需进行昂贵的硬件建设和设备维护等，正如Gartner 分析专家 Daryl Plummer所说，“以往认为必须要购买、安装、维护基础设施的想法已经改变了，人们正在慎重地考虑把基础设施作为一种服务来看待，而不是一种固定资产，并且很少关注基础设施的位置和所有人。”这样既减小了资金压力，又使自身可以集中精力进行知识和资源的开发、创新。首先，云计算的引入可以有效降低教育资源开发和创新门槛，吸引各个层次的高等教育机构加入到资源开发和创新行列，激发高等教育本身的科研能力和产业输出能力。其次，云计算以服务为中心，天然带有浓厚的商业色彩。在教育信息化产业中合理地引入竞争，有利于克服长久以来教育行政化的弊端，在资源开发和创新领域建立良好的竞争机制。最后，由于云计算以用户为中心，用户可以按照需求有选择地购买其特定服务（课件、教学设计方案等）。这样既有利于促进高等教育信息化切实思考、满足用户需求，又凭借云计算的可量化服务特性为教育信息化建设提供了有效的绩效评估方法和合理的效益分配原则，这主要源于此时用户评价分数和产品热度成为了一个可量化的评价指标。
在高等教育领域引入云计算有利于优质教育资源的开发与创新，建立健全教育信息化产业发展机制，引导产学研用结合，促进形成一批既可以支撑教育信息化建设、又具有市场竞争力的高等教育机构。
3.2 强化教育资源整合，共享平台建设
自教育信息化建设开展以来，我国高等教育引进了大规模信息化硬件设施，积累了丰富的数据资源。然而，与“知识就是财富”相反的是，这些数据资源的利用率低，不能够被社会快捷获取；对高等教育信息化建设的贡献率低，不利于高等教育社会服务职能的展开。此外，高等教育不得不耗费大量的人力、物力、财力对这些数据资源进行维护，尤其是资源分布的不均衡使得这种维护通常是以单个部门、机构乃至学校展开的。这些问题归结到一点就是教育资源整合和共享程度低、分布不均衡。
通过云计算建立统一、灵活的教育资源共享平台（政府公共教育云等），可以实现信息与知识共享、整合优质教育资源、缩小教育资源鸿沟等。云计算通过虚拟技术、分布式技术等将教育教学资源存储在虚拟化的“资源池”中，借助于广泛的网络接入，用户可以快捷、方便地随时获取。同时，将这些“资源池”集中统一建设和维护，避免了重复劳动。最重要的是，这些资源的获取和释放是完全按照用户自身需求，采取负载平衡技术弹性、可扩展地进行的。这样既可以提高资源、服务的利用率，又有利于用户灵活获取和支付。教育资源整合和共享平台建设的关键在于投入产出的效益分配。通过云计算技术完成教育资源整合和共享平台建后，一方面利用其服务量化措施，另一方面在其资源共享中通过平台提供的访问量、下载量、评价等评价体系，进行合理的效益分配。
云计算的应用将促进教育云对多种信息资源的重组与优化，最终实现大范围、高效率的资源整合和共享，解决教育资源集中与分布两难的问题；有利于充分利用现有资源，将教育资源整合和共享变成一项开放、共享的公共信息服务事业，从而推动教育信息资源建设。
3.3 健全高等教育服务机制
《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》提出了“建设国家教育云服务模式”的响亮口号。但是，国家教育云服务机制的建立是一个不断探索、逐渐完善的过程。籍由丰富的人力、物力、财力和数据资源等，高等教育可作为国家教育云服务模式的探索前沿，在实践中积累宝贵经验。
云计算为高等教育信息化建设打开了一个深入服务社会的窗口，是一条进行产学研用的有效途径。高等教育信息化建设能够利用基于云计算的各种基础设施、计算资源等以灵活的消费方式和合适的投入产出强化自身科研能力，进行资源和知识开发与创新。然而更重要的是如何借助云计算建立统一的教育平台，合理、有效地提供面向社会的云计算服务。云教育服务平台作为所有服务的支撑点，既有利于在竞争中强化自身社会服务能力，又有利于取得良好的经济效益。专家认为建立统一的云计算服务模型协议将在很大程度上促进高等教育领域的协作[7]。因此，探究高等教育新型服务模式——教育云服务模式的机制，有利于高等教育信息化产业发展，对于引导形成一批既可以支撑教育信息化建设、又具有市场竞争力的高等教育机构具有有重要意义。
4 结语
蓬勃发展的云计算是一种新型技术模型和商业模式，为我国高等教育信息化建设提供了一个深入发展、自我变革的契机，在深化教育资源开发与创新、资源整合与共享乃至健全高等教育服务机制方面具有革命性影响。云计算的产生和引入，既有利于支撑高等教育信息化建设和变革，又可以为云计算在社会方方面面中的应用积累宝贵经验，推进技术与教育的双向融合。
任何一种技术应用的成熟都是一个不断探索、逐步完善的过程，应用云计算促进高等教育信息化建设的同时，我们也要预防由此引发的诸如信息安全、盲目使用等问题。
参考文献：
[1] STEPHEN BAKER.Google及其“云”智慧[J].赵斌，译.商业周刊，2008.
[2] PETER MELL，TIM GRANCE.The NIST definition of cloud computing[Z].America：National Institute of Standards and Technology，Information Technology Laboratory，2009.
[3] RAJKUMAR BUYYA， CHEE SHIN YEO， SRIKUMAR VENUGOPALA.Cloud computing and emerging IT platforms：vision， hype， and reality for delivering computing as the 5th utility[J].Future Generation Computer Systems，2009（25）：599-616.
[4] 谢耘.云计算的昨天、今天和明天[J]. IT经理世界，2011（5）：12-16.
[5] 教育部.教育信息化十年发展规划（2011—2020年）[EB/OL].http：///ewebeditor/uploadfile/2012/03/29/20120329140800968.doc，2012-04-01.
篇3
整合式创新
刘保华：每个人对云计算都有自己的理解。有一种观点认为，云计算本身没有技术上的创新，因为云计算中用到的许多技术，像集群、网格、虚拟化等很早以前就出现了。您对此有何看法？
周松年：我觉得这种对云计算的认识是只见树木不见森林。云计算本身就是一项伟大的发明，但是这项发明并不是零部件产品的发明，也不是原始技术的发明，而是一种应用模式和集成模式的发明。技术发展到一定阶段，最重要的创新不是零部件产品的创新，而是集成模式的创新，就是将A、B、C合在一起，那么生产出来的就是全新的ABC，而不是A或B或C了。
很明显，云计算的应用模式与原来的IT使用方式是不一样的。云计算是把已有的零部件集成在一起，用一种新的方式提供给用户。Platform Computing从事集群和网格技术的开发和应用已经有很多年。网格也是为用户提供一种服务，用户使用多少资源就支付多少费用。从这一点上看，网格与云计算是一脉相承的。
从本质上讲，云计算是一个新事物。但是，任何新产品、新应用都不是全新的，而是在原来的技术和应用的基础上发展而来的，再融合一些新技术，然后进行集成式的创新。
所有现有的应用都可以运行在云计算架构之上，而不需要进行改变。此外，用户还可以在云计算架构之上发明新的应用，比如Hadoop就是一个全新的应用。对于云计算架构来说，在硬件资源层和应用层之间需要一个中间件。Platform Computing做中间件已经有18年的历史。云中间件现在是Platform Computing的主打产品。
刘保华：超级计算机与云计算之间是什么样的关系？
周松年：超级计算机与云计算之间最基本的联系就是应用。云计算的本质是提供不同的应用服务，比如基于高性能计算架构的云就是高性能云。
云计算的本质特征有两个：第一，在资源层和应用层之间有一个管理系统，负责资源的调度和管理；第二，从运作模式上看，供与求是分开的。对于云计算的认知，人们往往会陷入这样的误区：一个是看什么都是云，另一个是看什么都不是云。计算机技术已经发展了五六十年，分布式计算早在上个世纪80年代就已经兴起。如果从纯粹的技术创新角度看，云计算似乎没有什么创新。但是从应用创新、商业模式创新的角度看，云计算给市场、客户带来的改变是巨大的。我们应该从应用和业务的角度来认识云的价值。
刘保华：有专家说，现在没有一款服务器是针对云计算架构设计的。您如何看待这一说法？
周松年：服务器本来就不应该专为云计算而设计。适用于云计算的服务器本身应该是标准化的、通用的和商品化的。用户可以方便地从市场上采购到这样的服务器，并把它们按需求组装在一起就构成了一个云计算平台。我至今还没有听到哪个客户说过，在构建云计算平台的过程中，通用的服务器不可用，非要采用专为云而设计的服务器的。如果用户真有采用专用服务器的想法，那就错了。专用服务器的价格会很高，这不符合云计算对节约成本的要求。在这里要再次强调一下，云计算不是零部件或某个设备（比如服务器）的创新，而是集成式的创新。这其实和苹果公司的产品创新很像。
通用的硬件设备的可靠性相对较差，但是通过Platform Computing的管理软件将这些设备管理起来，即使有某个设备宕机，也不会影响系统整体的运行效果。举例来说，上海超算中心采用了Platform Computing的云中间件产品，使得其系统能够安全稳定地运行。
让不可靠的硬件成为最可靠的平台，这是如何实现的？这主要依靠管理和软件。State Street Bank是Platform Computing的一个客户。它为企业提供资产信息保存和资产信息分析服务。这种服务与Google for Analysis类似。State Street Bank可以自动替客户收集相关信息，并存放在一个大的数据库或文件库中，客户可以随时查看、调用这些信息。State Street Bank对IT系统的要求是，反应时间为两秒钟，并且系统要具有100%的可靠性，确保用户随时都可以访问海量信息。Platform Computing的云中间件和云管理平台满足了State Street Bank对IT系统的要求。
随着云计算技术和应用的普及，两个传统的IT概念可能要消失了：一个是高可用性（HA），另一个是容灾。举例来说，云计算系统是分布式的，当系统中的某台机器宕机，其上的应用会迅速自动转移到另外一台机器上。从这个角度说，传统的高可用性的概念就不复存在了。
贯穿底层架构与上层应用
刘保华：您觉得云计算有哪些主要的技术特征？
周松年：云计算最重要的是结构和设计。就像一幢楼的基础结构决定了楼的高度、楼的功能一样，云计算的系统结构决定了它的特征。从主机系统到网络系统再到今天的云系统结构，IT系统结构经历了一个螺旋式上升的发展过程。
云系统结构就是把标准化的零部件全部集中在一起，形成一个大机，称为云机。云机就像是一台主机，可以承载各种不同的应用，并且让用户分享。这台主机既可以供一个企业内部的不同部门使用，也可以作为一个公用设施，让企业外部的更多用户使用，还可以将内部使用和外部使用这两种模式结合一起。这就是人们常说的私有云、公共云、混合云的概念。
基于上述技术特征，云计算系统可以提供无尽的容量、各种资源以及服务。因此，云计算一定是基于异构平台的。云就是一台活着的计算机，而且永远不死，永远都在变化，就像人的皮肤细胞，每天都在进行新陈代谢。异构是云计算的一个基本特征。
由于云计算系统结构的需要，一个新的软件层出现了，即云中间件。原来，每台计算机都是各自为政，包括硬件、操作系统、应用，有的可能还有中间件。但是现在不同了，在云计算环境中，服务器不再是一立的设备，而是一个零部件。在零部件层与应用层之间需要一个云中间件来管理和调配这些零部件资源。
在云计算环境中，操作系统的作用也改变了。用户不必直接与Windows、Linux这样的传统操作系统打交道。云管理软件会根据用户的需求，将工作负载自动分配到适合的机器上，在得到最终的计算结果后再反馈给用户。云管理软件这一层其实可以分成两个部分，向下与基础架构打交道的是云管理平台，向上与应用对接的是云中间件。云管理平台可与多个不同的云中间件连接。不同的云中间件可以支持不同的云应用。
刘保华：业界有这样一种看法，云计算要经历从私有云到公共云再到混合云的发展过程。云计算的大规模应用还需要时间，但是现在确实有一部分应用已经逐渐转移到公共云上。您对此有何看法？
周松年：最开始的很多云应用都是公共云。从全球范围来看，公共云一直处在不断发展之中。State Street Bank提供的也是公共云服务。当公共云发展到一定程度，很多企业可能会想，不能总去饭店（好比公共云）吃饭，还是拥有自己的厨房（好比私有云）比较好。这样一来，企业就会慢慢转到私有云上。究竟采用哪种云计算模式，还要看应用的需求，有的应用只适合放在公共云上，有的应用则适合放在私有云上，还有的应用最好放在混合云上。
刘保华：虽然云计算的应用模式有很多种，但是对于用户来说，它们并不关心应用具体运行在公共云还是私有云上。因此，实现不同云之间的无缝连接和交互是非常重要的。Platform Computing的云中间件和云管理平台，可以实现跨云的交付吗？
周松年：Platform Computing的产品可以实现跨云的交付。目前，有几个用户正在使用Platform Computing的云中间件和云管理平台实现跨云的交付。当前，云计算还处于应用的初级阶段，采用这种跨云交付的用户还比较少，但是从技术的角度上看，实现跨云的交付并没有障碍，只要提供一个通用的接口即可。
应用不同，所需的中间件也不相同。Platform Computing的云中间件是处于系统底层的，并与应用流程相关。这个流程是通用的，可以是财务流程，也可以是工业制造管理流程。Platform Computing的云中间件是通用的，可以支持任何应用，而不会与某个具体的应用绑定。将应用涉及到的一些通用功能都放在中间件中，实现服务平台化，减轻应用开发者的工作量是Platform Computing要做的事。
在云计算方面，Platform Computing主要提供的是系统平台和运作平台，这两个平台是相辅相成的。Platform Computing的云中间件和云管理平台都是通用的，不涉及具体的行业知识，主要是在系统的底层实现资源的调度。
有所为有所不为
刘保华：Platform Computing进入中国已经有很多年了，并且在中国拥有庞大的研发团队和技术支持团队。Platform Computing在中国市场上是如何给自己定位的？
周松年：在中国市场上，Platform Computing一定要实现转型。第一，积极投身于中国市场，这并不代表Platform Computing一定要在中国销售出更多的软件许可证，而是要融入中国的云计算生态环境，成为大家的好伙伴，让其他公司都愿意与Platform Computing合作；第二，集中精力实现云落地，选择一些行业作为突破口，比如高性能计算、电信等，并占有一定的市场份额；第三，将公司总部的规范和经验都应用到中国市场上，树立更多的样板客户，与合作伙伴共同推动中国云计算市场的发展；第四，不断提升中国团队的管理和执行能力。
刘保华：Platform Computing要融入中国的云计算市场，将采取哪些策略？
周松年：Platform Computing将采取以我为主的策略，寻找更适合自己的合作伙伴。合作伙伴的规模不一定很大，但一定要在业务上与Platform Computing有契合点，双方能保持十分紧密的合作关系。具体来说，我们会采用“灯塔战略”，就是先做有影响力的大客户，然后以此为样板，辐射相关行业。尽管有困难，Platform Computing还是要坚持自己作业务的龙头，然后再去拓展合作伙伴关系。
记者手记
二次创业
Platform Computing的创始人周松年是地地道道的北京人。虽然在加拿大生活了30多年，他仍然操着一口流利的北京腔。
在北美市场，创立于1992年的Platform Computing虽然在计算机集群、网格计算甚至云计算方面都享有盛誉，但在中国市场上，Platform Computing还不为大众所知。近两年，周松年回中国的次数更多了。他对中国市场，尤其是中国的云计算市场充满期待。
篇4
关键词：云计算；公共云；私有云
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）29-6674-03
1 概述
从08年到现在，云计算这个词进入大家视野已有5年多的时间，有关云计算的论文和报道也很多，同时，今年的十二五规划纲要中也出现云计算的概念，可见云计算已经热到了国家关注的高度。但到底什么是“云”，为什么会出现“云”，云到底能干什么，它的基本特征是什么，云实现的基础是什么，云实现的关键问题是什么，云的目的是什么，为什么很多常规的应用要冠以云的称谓，云应用现在落地了吗，云和图书馆服务能有何交集，对云计算有哪些认识误区，该文将给大家进行拨云见日求真云，并进一步探讨图书馆服务遇到的现实困境，以及这朵真云能给图书馆带来什么。
2 云计算产生的背景——两对不可调和的矛盾
传统数据中心发展遇到了困境，光靠硬件升级替换提高性能的老路已走到尽头，迫切需要一种革命性的技术来为数据中心的未来发展铺平道路。
2008年世界金融危机爆发，全世界各行各业都在缩减开支度难关，IT部门也一样，预算被缩减之后，靠硬件投资更新设备提高性能的老路就被堵住了，此为困境一；传统更新设备提高性能的办法浪费大，新设备替换旧设备，性能的提升是以一种革命式而非积累式，无法照顾好已有的投资，此为困境二；各种应用各自独占一定计算资源，有的严重过剩，有的严重不足，有的此时过剩彼时不足，计算资源不能共享，不能协调，缺乏灵活性，不能按需投放计算资源，此为困境三。所有这些导致缺乏与浪费并存，不足与过剩同在，两对矛盾的不可调和呼唤一种新技术的出现，这就是云计算产生的背景。
3 云定义
云计算的出现将首先在IT业界产生一场生态革命，很多的IT企业如不以变应变将被淘汰，这也导致很多企业慌忙给自己的产品贴上云计算的标签，站在有利自己的角度解释着各自的“云”，导致了“云”的混乱，到目前为止还没有一个准确完整的定义，何为真正的云？
为从本质上把握云计算，在此给出如下定义：
云计算是以虚拟化技术为基础，用自动化管理软件相配合，以便对数据中心相关硬件（包括计算、存储、网络）资源在虚拟化的基础上进行有机整合、统一管理调配，达到能按需积累式扩展（或减少关闭）硬件资源、自动监控资源使用情况、自动按需投放计算资源、用户能自助申请按需得到计算资源等目的而形成的一种虚拟的集大成的开放式的超级计算机。
此定义很好地体现了云计算对云计算产生背景中两对矛盾的解决。
4 云定义是照妖镜，纷纷扰扰全看清
有了定义，有上面对定义全面透彻的剖析，对于云计算是怎么回事应了然于胸了。下面用云定义为工具来解释一下纷纷扰扰的云现象。云计算是一场IT技术革命，是一种有别于传统的破坏性创新，必然导致一场IT产业革命[1]，所以从生态链、利益链角度来看云计算是比较合适的。既然云计算是方向，从生产方来说，它就必然促使商家往此方向靠拢，否则就面临生存危机；从消费方来说，云计算既是为解决某种需求而产生的技术，也必受到用户的欢迎。
云计算是一台虚拟的、集大成的、开放的超级计算机，从生产它的角度说，它由各种部件构成，由多商家以协作开放的姿态共同完成，与此生产相关的商家、行为和产品都可以冠以云名称，比如云生产商，云开发商、云生产、云开发，产品有云服务器、云交换机、云存储、云网络、云虚拟软件、云集成软件、云存储管理软件、云操作系统、云应用软件、云应用开发平台软件、云网站等。
从消费服务的角度来说，炒的比较热几个概念，如IAAS（基础设施即服务）、PAAS（平台即服务）、SAAS（软件即服务）、HAAS（硬件即服务）、BPAAS（业务流程即服务）、XAAS（一切皆服务）几乎成了云计算的代名词，其实不过是讨论如何消费这台超级计算机而已，没有云计算这些服务照样可以进行，只是没有那么方便，云计算只是为这种服务提供了一个有力的工具。
再来看看公共云、私有云、混合云这几个概念，说的只是这台云计算机放在什么地方，服务范围多大而已。公共云放在公用网络上，能为所有网民服务，私有云放在企业单位内部网上，主要为内部员工服务。公共云和私有云同时存在，当然就构成混合云。
还有什么教育云、健康云、监控云、位置云、视频云、办公云、营销云、科研云、政务云等，说的只是那些行业在使用云计算机提供行业服务，由于云计算的开放性、存储容量、运算能力、接入带宽理论上可按需无限扩展性，为将行业信息服务集中整合到云计算上提供了可能。各种资源及信息服务早已存在，在此只是利用云计算将以前这种分散资源服务加以整合在一起统一服务罢了。
5 求云计算与图书馆的交集
以上说清一个问题，云计算到底是什么，没有明白这个问题，如何求交集？说清了这个问题，求交集又有何难。云计算是一台计算机，只是一种工具，它为解决两对尖锐矛盾而生，具有某些特异功能，和图书馆有没有交集，就看图书馆是否有需求，是否用得上它。
5.1两对矛盾图书馆普遍存在，当然需要云计算
前文提到两对矛盾（缺乏与浪费并存，不足与过剩同在。）在图书馆是普遍存在。纵观一下现在的图书馆，不管是公共图书馆还是高校图书馆，经过十多年信息化数字化建设，都有了各自或大或小的数据中心，里面有好多的服务器、网络设备、存储设备，运行着各种数据库，有自建的，但大部分是买来的 ，也运行着各种应用管理程序。应用项目随年月增多，基本每个应用都是独占一台服务器，机房越来越满，都快没处搁了，等着新建大机房吧！有些数据库，经过这么些年的积累，数据在不断的增加，原先预留的空间越来越不够用了，运算响应能力越来越跟不上需求了，怎么办啊？等着申请经费批复了买新设备替换吧，可图书馆要申请到点经费一般还是比较难的。能换新设备是好，可对管理员来说也是个麻烦事，耽误使用不说，新设备又得装系统，重新配置好运行环境，再将数据进行迁移，有时迁移还会很不顺利。可事情还是没个头，照这速度发展下去，过不了几年又得换。被替换下来设备，报废吗？可它并没有坏啊，在它的能力范围还是可以发挥余热的，可是能让它独自承受的活实在少了，真是拾之不起，弃之可惜，无奈，只有报废处理了。但还有另一种现象，有的数据库，使用的人比较少，数据增加慢，为其预留的空间和运算能长期处在闲置状态而得不到利用，严重性能过剩。还有，不光各数据库之间存在负荷不均匀的现象，同一数据库不同时段 也存在不均匀的现象，有时负荷可能超限，导致服务器不响应，有时负荷不足，服务器处于闲置状态。而且不同数据库的访问高峰时段还不一样，可惜这些服务器都是各干各的活，闲的也帮不上忙的服务器的忙。
再放眼看看各个图书馆之间，哪怕是离得很近，处于同一个高校园区的各高校图书馆，你有的数据库我不能没有啊，大家都在竞相买同样的数据，建机房，购设备，最后都面临着同样的困境。重复投资，大大的浪费。
所以这些问题不都反应为两对矛盾吗，缺乏与浪费并存，不足与过剩同在，当然迫切需要一种技术来解困，这就是云计算。
5.2图书馆公共云建立有利于资源整合
云计算的能力，从整合基础硬件设施资源中来，又用到对信息资源的整合应用中去，从整合到整合，完成一个轮回。以整合对付整合，以毒攻毒吗？类似，确实有效。云计算的开放性，导致它可用积累式扩容替代淘汰革命式扩容，纳新不弃旧，照顾了旧有投资，避免了浪费，同时也为不断的运算处理能力、存储能力、带宽的扩容，拆除了“天花板”，理论上能做到无限扩展。云计算的虚拟整合，按需投放资源的特性，更是造就了团结的力量、整合的力量，使基础资源得到有效充分的利用，也能从容面对各种高峰负荷。
5.3开发商的数据库可以物归原主，我要的只是服务
理想云和现实有距离，云计算目前可逐步可做到的是怎么样呢？问题集中在图书馆的数据中心，当然是从解救数据中心开始。如何解救？减负。且看云计算如何为图书馆减负。
先在大部分图书馆数据中心，运行的数据是买来的，是数据商数据的本地镜像。这些数据本是可以不用图书馆本地镜像的，直接访问数据商提供的网上数据就行，也就是所谓的包库使用模式，我只花钱买服务，这本是顺理成章的事情，但是如果都如此的话，问题就来了，数据商的服务器接待能力有限，当访问量超过一定的数量，就会造成拒绝服务攻击的效果，概不接待了，这样就谁也使用不了，所以又必须建镜像站。然而这种情况在各地云计算数据中心建立起来后就不同了，数据商可以在云数据中心按需申请购买基础资源，将数据库运行在云计算服务器上，云计算的按需投放资源的能力，使它可以从容应对各种爆发性的访问量。这样以后各图书馆就可以不用建镜像站了，直接按需付费或年包库的方式使用数据商的各种数据库，真正实现将开发商的数据还给开发商，我要的只是服务。
5.4私有云，这个可以有
当所有的商业数据库离开了图书馆，你会发现，图书馆的数据中心几乎要空了，这是好事！庆幸之余我们会发现还有些数据必须留在数据中心，那就是各馆自建的特色数据库，还有就是各馆的纸质图书管理系统。这些可是立馆之本，没有这部分数据图书馆服务可就要瘫了。这么重要的数据，其实也可以放到租用的云计算服务器上，但你总有点担心，所以，这时建私有云就有必要了。我们可以购买虚拟化软件，购买自动化整合软件，对本馆现有的硬件资源进行虚拟化、整合、统一管理、按需分配实现云化，构建出一台虚拟、集成、开放的超级计算机，然后将相应的应用放到云计算机上运行服务，这就私有云应用模式。
当然，要构建这台私有云计算机，光购买软件的费用就会很高的，一般的馆目前基本难接受，幸好这部分自建数据量不是很大，被访问使用量不会很高，用传统的服务器就能对付，到实在需要的时候再建私有云也不迟。
6 总结
本文从给云计算下定义出发，探寻出云计算的本质，并详细分析了图书馆信息化建设面临的困境，和云计算的出现给图书馆带来的利好情势，求出了云计算和图书馆真正的交集。云计算的本质特征也决定了它适合用于具有海量数据整合，具有阵发性巨大访问量的应用场合。一般普通的规模较小、面对用户较窄、数据增加较慢，数据比较重要的应用，传统的一个应用一服务器的本地方式还是比较好，毕竟起点低，易上手、给人实在踏实感。云计算是新生事物，得随时间慢慢成熟，云计算全面应用是一个很大的系统工程，也需要其他各方面条件的成熟，所以在相当长时间内，传统应用方式和云计算方式将会并行存在。图书馆对于云计算的态度，用一句养生名言来总结一下：未事不可先迎，遇事不可过忧，听其自来，应以自然。从容、适时、按需、谨慎地迎接云计算，这样应是比较合适的。
篇5
机械制造技术基础是机械工程本科专业基础课。该课程的教材所包含的教学内容繁杂，是机械制造工艺、金属材料与热处理、金属切削原理及刀具、CAD/CAM技术、机械制造装备设计等多学科的交叉融合，具有理论与实践、专业与综合相结合的特点[1]，既要求学生掌握机械制造的基础理论，又要求学生熟悉加工工艺和过程，理解企业的管理和组织方式，因而对缺乏宏观和微观协同思维的学生而言，要深入理解和掌握有一定的困难。《机械制造技术基础》教学改革的基本思想是引入国内外新成果，注重新一代信息技术对传统教学方式的改造，以机械制造技术的绿色化、智能化、网络化和服务化为引导，从系统工程论的视角讲授机械制造技术的基础、关键技术和发展趋势等内容，并重点讲授服务于本地机械制造行业的关键技术。随着信息技术和通信技术的日益发展，一种以移动互联网为载体，以教学视频为主要表达形式，5-12分钟或更短时长为单元的微型课程异军突起，为学习者提供碎片化、移动化的网络学习新体验，其出现为机械制造技术基础的教学改革带来了新的机遇。
1微课教学的形式与本质特征
从形式上看，微课教学模式以兴趣激发和智慧启迪为教学目的，将课程按照知识点或教学重、难点分成不同的教学模块，每个教学模块是一段5-12分钟的视频[2]，适合通过移动终端进行在线学习和翻转课堂，以其短小精悍和传播效率高等优势受到大众欢迎。从本质上讲，微课解决了“互联网+”背景下传统批量化教学模式与个性化学习需求之间的矛盾，具有自治、自组织和自适应性的特点，其表现在：①允许学生建设自己的专属在线学习资源库，给予学生以自主学习的空间，打破了传统上由教师“大包大干”的课堂灌输。②微课突破了课堂教学的时空限制，使学习可以在任何时间、任何地点进行，同时满足了具有不同禀赋的学习者的学习需求。③在传统的教学模式中，虽然认识和确立了学生的主体地位，但却往往会湮没学生的主观能动性[3]，而通过微课这一泛在学习方式，充分发挥了学习者的主体作用，使终身学习这一目标成为可能。
2基于微课的机械制造技术基础教学改革
2.1机械制造技术基础微课教学模式的多维特征
从系统工程论的思维考虑，基于微课的机械制造技术基础翻转课堂，其本质是在“互联网+”思维启发下，针对机械制造技术基础教学过程中某个知识点或教学环节，以Internet（包括移动互联网）为工具，以教学视频为载体，将教师、学生、教学资源、教学内容等四个关键要素及其关系进行优化重组，形成模块化、可视化、泛在化、柔性化等特点的机械制造技术基础创新教学模式，该模式蕴含了时间-空间-结构相融合的多维特征。
（1）时间维度：机械制造技术基础微课体系需要随着新资源、新技术和新目标的引入而不断的演进，在演进中得以完善和进化，就如有生命力的有机体一样与时俱进，不断创新和发展。
（2）空间维度：指机械制造技术基础微课体系是互联网技术与传统教育手段深度融合的产物，因此其拓展需要以网络空间为载体。如将各个教学资源网站进行互联互通，甚至建立教育资源公共服务平台，提供免费下载和资源共享。
（3）结构维度：指在机械制造技术基础微课教学过程中，以启发式的项目学习法为引导，通过需求和问题导向，激发学生的协同创新思维，以增强其发现问题、思考问题和解决问题的能力，培养其独立思考能力和团队协作精神。
2.2机械制造技术基础微课教学体系的顶层设计
机械制造技术基础微课教学模式通过制作精良、观赏性强的系列微资源来激发学生兴趣，但其自身存在一个先天性不足：就是教学内容的科学系统化与微课的碎片化之间的矛盾。因此，机械制造技术基础微课的设计和实施要有系统的顶层设计思维，从系统科学角度设计具有逻辑性和整体性的微课体系，成为机械制造技术基础微课教学改革成败的关键。机械制造技术基础微课设计的基本思路是，以项目学习法提出机械制造技术基础微课的教学目标，以此设计机械制造技术基础微课群，将各个微课以项目导向或需求导向进行衔接，从而实现知识点的穿针引线，提升学习的系统性，实现碎而不乱。具体步骤如下：①将各个相关知识点进行优化重组，实现课程知识点设置的主题化、模块化；②将各个知识点，依据教学目标或项目学习法，进行知识点逻辑衔接，形成5-12分钟的微课；③对传统教学模式和工具进行信息化改造，实现机械制造技术基础微课广泛深度的传播，提高教学效果和质量；④引入“互联网+”思维，通过“互联网+机械制造技术基础微课”，建立该课程的微课空间和微课群，培养学生的众创意识,实现课程的教学目标。
2.3机械制造技术基础微课教学实践
由于微课的教学内容是包含单一知识点的视频，仅靠此视频难以满足机械制造技术基础的教学需求，必须通过整合多个微视屏及相关辅助教学资源共同构成一个完整的教学环境，以便完成机械制造技术基础的教学任务。如“机械加工工艺”主要内容之一就是以典型零件的加工工艺过程为主线，带动金属切削原理、刀具、机床、工艺及夹具等内容的视频串讲，在此过程中,适时切入机械加工工艺原理的动画，为学生诠释其基本原理。
3机械制造技术基础微课云服务平台
为使机械制造技术基础微课教学体系良性化发展，赋予其更多大众化和服务化属性是必然的选择。为实现该目的，本文基于云计算技术，将所有机械制造技术基础优质“微课”资源进行了整合，构建了一个机械制造技术基础微课云服务平台，学习者通过统一的接口接入“云”中，既节约了成本，也满足了学生自主学习、业余学习和互动学习需求。机械制造技术基础微课云服务平台架构分为五层：用户层、业务层、组件层、工具层和基础层：①基础层：提供基础设施即服务IaaS。包括应用服务器及相关存储和网络设备，提供计算、存储、带宽等按需的硬件服务。②平台层：提供平台即服务PaaS，支持微课注册、、搜索匹配和学习平均及综合管理等平台工具。③服务层：提供软件即服务SaaS，如系统接口和运行环境，存储并管理各种服务构件。④业务层：根据各种不同的学习需求，调用服务构件组合成不同的服务。主要包括互动教学、创新实践、校企协作、在线作业、考试管理等服务；⑤用户层：给学习者提供各种移动终端接入《机械制造技术基础》微课云服务平台的接口进行访问。
4结语
篇6
摘 要：在阐述了物联网技术的基础上，分析了农业物联网的概念、关键技术和应用现状，最终给出了蔬菜温室大棚物联网的系统构建、主要功能以及在蔬菜生长各个阶段的应用方法。
关键词：物联网；农业物联网；蔬菜大棚；技术架构
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号： 2095-1302（2013）08-0018-04
0 引 言
物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息革命浪潮，被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。将物联网技术运用于农业生产领域，加快转变农业发展方式，提高农业的种植和管理效率，促使传统农业的转型升级，具有重要的意义。农业物联网技术的应用既是现代农业发展的需要，也是未来农业发展水平的一个重要标志，更是未来农业发展的方向。然而，由于物联网技术使用成本较高，普遍应用于农业生产尚有一个过程，因此，探索物联网技术在设施农业，尤其是温室大棚中的应用符合当前农业规模化、产业化、信息化的发展道路。本文拟通过对物联网技术和农业物联网应用关键技术的分析，探索物联网技术在蔬菜温室大棚的具体应用。
1 物联网技术
1.1 物联网的概念
物联网（The Internet of Things）概念最早由美国Auto-ID研究中心的Ashton教授在物品编码、RFID 技术和互联网的基础上于1999年提出，其实质是RFID技术和互联网的结合应用。后来，随着网络技术、通信技术、人工智能技术的发展，物联网的定义和范围已经发生了变化，不再只是指基于RFID技术为基础的物联网。2005年，国际电信联盟（ITU）在《ITU互联网报告2005：物联网》中，对物联网概念进行了扩展，认为物联网除应用RFID技术外，传感器技术、模糊识别技术、智能终端技术等将得到更加广泛的应用，人类在信息与通信世界里将获得新的沟通维度，从而形成一个“泛在”的网络环境，实现由互联网时代人与人之间的通信连接扩展到人与物、物与物之间的沟通连接。
目前，国际上通用的对物联网概念定义为，信息传感设备，如RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念[1]。作为中国物联网/M2M产业的先行者和倡导者之一，同方股份有限公司首席软件专家周洪波，将云计算技术和中间件技术引入物联网，提出了中国物联网的概念。即：物联网是基于云计算的SaaS营运等模式，它将无处不在的末端设备和设施，通过长距离或短距离通信网络实现互联互通（M2M）和应用大集成，提供实时在线监测、实时定位、远程控制、远程诊断、报警联动、安全防范、统计报表、决策支持等管理和服务功能，实现对任何物品的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化的TaaS服务[2]。
由于科学技术的日新月异，物联网的内涵将不断丰富和完善，但不论物联网的定义如何表述，其实现物物相联的三个要素应包括，一是信息传感设备，二是通信与网络设备，三是智能处理设备。物联网就是这三种设备的集合，表现为智能感知、识别技术与云计算、泛在网络的融合应用。这种网络应用是现代信息技术发展到一定阶段后出现的各种技术集成和聚合性应用，包括将各种感知技术、网络技术和人工智能与自动化技术的聚合与集成应用，通过物与物的相连来实现人与物之间的智慧对话，从而创造一个智慧的世界。
1.2 物联网的特征
物联网的本质特征主要体现在三个方面：①物联网的核心是互联网功能的延伸和扩展。其延伸和扩展的表现在于它不仅仅通过互联网实现人与人的信息交换，而且能够实现人与人、人与物、物与物之间的互联互通，使得互联网的功能进一步强大。如果说互联网是通过网络技术、通信技术实现人与人信息的交换，那么，物联网则是在互联网的基础上，通过信息传感技术、智能数据处理技术实现物与物的信息交换和通信，以及人与物之间的相融和互动，对人的规范性回复进行识别，做出方案性的选择。②物联网具有通信与自动识别的特征。其用户应用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，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能，才能实现对物体的感知。③物联网具有智能化特征。物联网利用云计算、人工智能、模式识别等各种智能技术，从传感器获得的海量信息中进行分析、加工和处理出有意义的数据，通过对物的识别、定位、跟踪、监控来实现人对物的管理。所以，物联网被视为互联网的应用拓展，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。
1.3 物联网的技术架构
物联网运用的技术在不断发展，但物联网的技术体系、结构基本已得到一致的认识。根据物联网的技术体系架构，可将物联网分为信息感知层、信息网络层和信息应用层[3]等3个层次。
物联网技术架构达到的目标，包含三个方面：一是实现全面感知。即利用RFID、传感器、二维码、网关、摄像头和实时定位系统等随时随地获取物体的信息。二是实现可靠传输。通过各种通信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递到数据中心。三是实现智能处理。利用云计算技术、模糊识别技术等各种智能计算技术，对数据中心的海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。表1所列是物联网的技术架构表。
2 农业物联网及其关键技术
2.1 农业物联网的概念
农业物联网就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。按照物联网技术架构，农业物联网仍然通过“感知—传输—应用”的途径来实现在农业的应用。“感知”就是运用各类传感器，如温度传感器、湿度传感器、光传感器、PH值传感器、CO2传感器等设备，广泛地采集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖和农产品物流等环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数信息；“传输”就是建立数据传输和格式转换方法，通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网络交互传递，实现农业信息的有效传输；“应用”就是将获取的海量农业信息进行融合、处理，使技术人员对多个大棚的环境进行监测控制和智能管理，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。
2.2 农业物联网关键技术
按照物联网的技术架构，综合已有的技术研究，农业物联网关键技术主要包含农业信息感知技术、农业信息传输技术和农业信息处理技术[4]。表2所列是农业物联网关键技术一览表。
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从路径选择上，可以将从上而下和从下而上两种方式结合。
从上而下，强调数据共享和整合，解决现有数据孤岛问题。近年来，重庆已经建成或正在筹建各种平台，包括大型企业数据平台、云计算平台、各行业信息服务平台等，为大数据发展奠定了良好的基础。大数据发展的要求是接入和共享，这需要关注于底层数据的连通。但数据共享与其说是技术问题，不如说是制度和利益协调问题，这需要市级层面进行统筹协调。只有共享问题得以解决，大数据这座金矿才能充分得以开发。
从下而上，强调以小型应用和微创新为突破口，撬动大数据的发展。重庆可以从应用端出发，以小型应用和微创新为突破口，引爆行业的大数据发展。如可以鼓励医院、教育等公共服务部门、金融保险、航运企业、大型制造企业、零售等数据量丰富的行业龙头企业，以大数据为纽带，各自开展微创新，激活整个产业链的创新能力。微创新的作用在于不断尝试和改进，找到一个更好的服务模式，进一步激发大的创新――最终有助于不同部门之间数据的共享。
从环境营造上，重庆可以从内外部两方面着力，推进大数据的发展。
从内部看，重庆应着重激发基于大数据的创业创新精神。大数据产业链主要是一些国际大数据公司所主导，目前重庆没有可以与之相匹敌的企业，只能依赖于细分市场和特定环节的突破，激发出中小型创业型企业的创新精神，培育一批基于数据的决策的创新型企业及中小型创业型企业，通过市场竞争拼出一条血路。
从外部看，主要还是通过筑巢引凤构建大数据产业链高地。重庆享有土地、税收、人力等多种优势，IT产业集群优势也非常明显，借此可广泛吸引国内外企业将大数据行业分析中心设在重庆，就地应用和试点，作为重庆战略性新兴产业和现代服务业发展的重点支持对象。
从保障机制上，主要涉及立法突破、人才培育和决策文化等三方面。
争取大数据立法上有所突破。大数据立法并不是孤立的，而是应放在计算机和互联网信息安全和保护这一大的框架下，在地方层面，灵活借鉴各先进国家和城市经验，规定对信息利用的合理边界，保护个人信息不被滥用。
培育大数据专业人才。据麦肯锡估计，仅在美国，大数据技术人才缺口就达14万―19万，管理人才缺口达150万。重庆应开始重视对大数据专业人才的培育，还要意识到国际性人才争夺战的激烈性，既要培育出人才，更要留得住人才。与大数据最直接相关的专业人才有两大类：第一类是大数据技术研发人才，主要为计算机科学和技术专业；第二类是数据分析和管理人才，主要包括信息系统和信息管理专业、数理统计专业等。
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数学方法在中医证候、诊断、辨证论治的规范化、标准化、客观化中的应用
辨证论治是中医学诊断病症的主要方法,而证候的表述往往是定性和描述性的,诊断标准不容易把握。医学和数学工作者将数学方法应用于具体的病例分析中,实践表明中医学的证候规范化、标准化是可行的,量化研究是中医证候范化和发展中医学科的必经途径[10-11]。运用模糊数学来量化中医证候和诊断的过程模糊数学是利用模糊集合、隶属函数和模糊算子来描述集合内部元素的不确定性。中医学的理论类属、脏腑形态结构与功能活动、临床症状性态、证候质量互变等方面存在着模糊性,模糊数学的出现使得这类概念的量化成为可能,其诊断过程与中医专家的思考过程具有一定的相似之处[12]。周慧生[13]运用模糊数学对中医症状诊断进行量化表述,构建了模糊诊断模型总框架,并利用计算机进行中医模糊诊断。刘兰林[14]等利用隶属度和隶属函数对数脉的模糊特性进行适当的描述,并转换成计算机能够处理的基本信息,在一定程度上揭示了数脉的本质。陈荣山等[15]应用模糊聚类法分析了不同时间脉搏振幅函数各特征点的坐标,借助向量余弦法列出判别公式,建立脉搏振幅的余弦函数,结合已有的疾病数据库来自动诊断疾病,准确率可达85%。谢杰[16]运用模糊数学多层次综合评判法和模糊模式识别技术进行绝经后骨质疏松症(PMOP)的证型研究,构建了辨证分型(PMOP)的数学量化模型。运用多元分析法来对中医证候、诊断、辨证论治规范化、标准化、客观化多元分析方法是定量分析事物间复杂相互关系的一种数理统计方法,通过评估各症状、体征、实验室指征对中医辨证诊断的价值,逐步筛选出诊断意义较大的指标进行量化,并计算其发生概率,然后依据概率的大小来进行证候诊断和鉴别诊断,进而判断病情的发展趋势,评价治疗效果,做出预后诊断。周慎[17]等利用逐步Bayesian判别法建立了各症状中风后遗症症状因子的判别函数和各证候的判别方程式,并分析了其前瞻性判别概率,有较好的参考和实用价值。李宗信[18]等运用主成分分析法对慢性疲劳综合征(CFS)气虚证和血虚证患者进行分析,结果表明提取出的气虚证和血虚证症状的主成分,能够基本准确地反映患者的实际证候,在临床实际中将两者结合能够简化诊断程序,提高辨证的客观性和准确性。陈文锋[19]等应用探索性因子分析法对广州地区处于亚健康大学生中医问诊指标、舌诊和脉象指标进行统计分析,将中医证候分为气滞血瘀证、肝气郁结证、湿热证、阳虚证、气血亏虚证、阴虚证分为6类。王阶等[20-21]采用逐步回归法和Logistic回归对冠心病和心绞痛病人多项生理指标进行统计分析,确认全血粘度、总胆固醇等5个因素对冠心病血瘀证的贡献最大,并总结这两种病的主要证候要素和病机变化规律。
数学方法在中药研究中的应用
数学方法在中药性状鉴定、质量评定以及功效评价中的应用中药理论中的四气五味、升降沉浮、功用主治等均具有模糊性,相同药物在不同采摘时间、不同炮制方法、不同复方配伍中的性味归经、功用主治,往往是不同的,它们之间的过渡具有复杂的动态性、模糊性。用模糊数学建立数学模型进行评价,使药物的性能与功效量化,从而对根据药物的性状评价更加科学,对药物的选择更加恰当[22]。张衍芳将通过鉴定者看、摸、闻、尝等方法得到药材性状作为质量指标,建立药材质量四级评判等级,然后根据历史资料和评判专家评判得到各个单因素评判集与质量指标的权重分配,运用模糊数学方法,根据合成公式和最大值原则得到某种药材的等级。于莲波[23]在对药材质量进行评定时,根据模糊数学原理,找出影响中药材等级的主要因素,然后对每一种药材的各因素都建立起隶属函数,同时设置好各因素的权值,对中药材进行检验,评价效果良好。以上方法中,权重的赋值主要是由专家打分确定,带有一定的主观性。孙红祥[24]从常用的10种天南星药材中选取与抗肿瘤、镇咳祛痰作用相关的13种成分作为评价指标,从所研究的全部变量中将有关信息集中起来,通过探讨相关矩阵的内部依赖结构,将多变量综合成少数因子,从而再现原始变量之间的关系,确定各指标的权数,消除了由于主观打分而引起的偏差。申佳[25]运用分层法建立数学模型,综合比较了9种不同配比的银杏叶(EGb)提取物有效成分治疗心脑血管疾病的疗效,结果符合实际情况。数学方法在中药方剂研究中的应用中药方剂是中医辨证论治、理法方药体系的重要组成部分。数学方法应用于方剂研究,目前主要是借助统计方法对方剂配伍特征和类方方征内涵予以量化探索,以便揭示方剂的配伍结构、方证症群的有关规律。任挺革等[22-28]围绕方剂功效相关因子的各种关系(量效关系、药效关系、候效关系、证效关系)的量化计算,提出有效的数学模型和计算方法,用定性与定量相结合的方式对方剂功效进行分析,并实现量化的表达。马红等[29]提出模糊数学在方剂配伍规律研究中的可能性及其具体思路和设想。
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早期网络带宽的限制，当时的网页大都为平面静态网页，Flash的出现有效地解决了这一难题，其交互的多媒体方式使网页鲜活起来，它还是一种流（Stream）形式的传播技术，它是基于矢动画艺术的定义、分类、特征等相关文章亦十分丰富，尤其是2000年以后，动画艺术的研究呈现出越来越繁盛的态势。
一、动画的定义
动画这一词汇最早来自日本，美国称为“卡通”，而中国在1949年后的一段时间里称之为“美术片”。张慧临曾对“卡通”一词进行考证，认为它与中国电影界所用的“美术片”指义相一致。［6］中国电影出版社于1986年出版的《电影艺术词典》中，将动画片、木偶片、剪纸片与折纸片归入“美术片”，并把其中的“动画片”界定为以绘画形式来表现人物与环境的技法。［7］而后电视动画的出现，以及动画在科教、广告等领域中的广泛应用，大大超出了美术片曾经的范畴。作为我国的专有名词，“美术片”这一称谓随着后来这些片种统称为动画片，而逐渐淡出了人们的视线。按传播途径来讲，动画最早以电影的形式在影院播放。《辞海》第6版中对“动画影片”这一词条的注释为:“摄制时采用逐格摄影方法，把许多张有连贯性动作的图画，依次拍摄下来。连续放映时，就在银幕上产生活动的影像。”［8］另有郁芳认为“现代动画理论对于‘动画’的界定是利用逐格拍摄或制作连续放映而成的影片或视觉艺术”［9］。逐格拍摄作为传统动画的共性和最本质的特性，成为区别于一般电影的标志，也成为评判是否是动画的标准。［10］随着数字技术广泛应用于动画领域，以及传播媒介的日益丰富和多元化，“动画”又有了全新的解释:“通过人眼的视觉残留影像原理，将非真实的自然界中的一切事物用多种制作方法和拍摄手段并加以人工或数字合成的连续影像，通过多种媒介来传播并表达创作者的思想及感情的一种动态的艺术表现形式即为‘动画’。”［11］“动画艺术是指除使用真实的人物或事物造成动作的方法之外，使用各种技术所创作出的活动影像，即是以人工的方式所创造的动态影像。”［12］在此，逐格拍摄这一传统动画的标志正逐步被电脑数字技术所取代，而传播媒体的多样化也促使动画产生出新的种类和分支，伴之而生的是更加丰富的艺术特质。当今的流行名词“动漫”，其实是在“动画”基础上发展而来。它不再单指传统的电影动画或电视动画，而是囊括漫画、动画、网络游戏等多个领域，“是人类在文学、戏剧、音乐、舞蹈、美术、建筑、电影、电视的综合基础上所创造的一种新的艺术地把握世界、审美地表达思想情感的方式与手段”［13］。可以说，动画涵盖了多个艺术门类，这种复杂性与丰富性增加了对它概念界定的难度，同时也使动画呈现出与众不同的艺术特征和魅力。对技术的依赖性，必然会使它的内涵和外延随着技术的发展而变化，其定义也会随着时代的前进而呈现阶段性差异。
二、动画艺术的本质与特征
动画属于视听艺术的范畴，是艺术家展现梦幻世界的手段。夸张的造型、幽默有趣的剧情、丰富多彩的视觉元素铸就了动画的娱乐性、通俗性与大众性的本质特征。当代技术的发展奠定了它跨国界、跨文化的超强传播性，最终实现了其商业价值。动画虽与同为视听艺术的影视有着共通之处，但假定性与抽象性的艺术特征却代表着它的独特面，并与其他艺术鲜明地区别开来。想象、幻想和夸张是动画片最重要的创作方式。正如武珉所说:“追求真实不是动画片的主要功能”，“动画片是运用绘画等美术方式，而并非用直接摄影的方式构筑画面语言，因此极难如实地、直接地再现真实的人物、事物和景物，任意超越现实、最大限度地表现想象空间，却是动画片的最大创作优势。”［14］陈奇佳将抽象、变形作为动画艺术的基本形式特征。所谓抽象，即是“能够在纷繁的事物形态中，捕捉到一个或数个具有高度概括性的特点，并能以大量相关的细节充实这种特点”［15］;变形则是对事物某几个特征特别地夸张和强调到一定程度，以至于完全破坏了对象整个形体的比例均衡，给人以怪诞的感觉。方明星在探讨了动画的虚拟特质与真实世界的关系后说，尽管“动画本质是一种虚拟影像”，但是“虚拟却必然要建立在真实基础上，才有可能取得观众认同与共鸣”。［16］张文红认为“动画体现了艺术假定性和想象可能性、艺术真实性与影像虚拟性的辩证统一”［17］。另有李益［18］也在文章对虚拟性这一动画独特特征进行了解读。当动画伴随着技术的发展步入了数字时代，动画已成为技术和艺术相结合的产物，其艺术特征也必然有所延伸。武军认为当今动画具有数字化、动画化和互动化的新特征。其中的“动画化”指出无论制作手段再先进，也必须遵循着动画“假定化、夸张化、象征化、幽默化、幻想化、拟人化、综合化及极度的简化等动画艺术的本质特征”［19］。丁海洋从“技术”“艺术”“新媒介”三个方面对动画属性进行探讨，认为技术与动画的发展如影随形，动画通过借鉴、超越，甚至颠覆其他艺术成为一门独立艺术。［20］
同时，胡俊红等人将数码时代的动画艺术特征归纳为“原创性、文化性、传播性、技术性、整合性、虚拟性、多媒体性”［21］，并系统论述了各个特征的内涵和外延。动画艺术的美学研究狭义上是为了提高对其审美特征和规律的认识，提高其创作水平、欣赏和评论的审美水平;广义上指从审美角度研究动画的美学特征与范式，动画语言与风格类型，动画艺术与音乐、电影等其他艺术门类的关系问题等。动画美学的研究内容具体来讲有动画艺术的美学特征和范式，比如魏爱民便将动画的美学特征概括为“大众化趣味”“狂欢化内涵”“否定性批判”以及“对青春的膜拜”四个方面;［22］吴冠英将动画艺术的审美价值体现在“现实的离间效果”“观众感官的愉悦”“运用数字化制作技术创作出逼真的场景与故事”以及“多样化的艺术表现形式”等方面。［23］早在1983年，胡依红就将中国古典审美的理想形式“写意性”作为动画电影的主要特征。［24］“中国学派”时期的动画作品体现着中国动画特有的美学思想，王昊在《“中国学派”动画造型的美学范式》一文中写到，“以线造型”“以形写神”“追求意境”代表着中国学派的美学范式，通过对传统艺术形式的加工与再现，力图表现出蕴含着古老哲学思想的审美情趣和深厚的艺术精神。［25］20世纪末，数字技术的快速发展对动画艺术产生极大贡献。两者的密切联系和相互影响，代表着动画美学发展的新思路。邱秉常认为“互动是数字动画艺术区别于以往所有艺术形式的一个重要特征”［26］，观众与艺术家通过作品这一媒介的互动不仅能使观众对作品有更加深刻的审美体验，及时的反馈对艺术家的创作也起到积极的作用，从而改变以往传统艺术中单向传递的状况。顾琛认为对数字动漫环境中的视觉艺术符号进行研究，“不仅具有千变万化的形态，而且还具有特殊的象征意义和审美价值”［27］。#p#分页标题#e#
三、动画艺术的分类与片种
动画较绘画、音乐等传统艺术来说，只有百余年的历史。以艺术存在方式划分，它属于时空艺术;以人对艺术的感知方式为标准，它属于视听艺术;以艺术形态的创造方式而言，它属于综合艺术。动画按艺术表现形式可分为水墨动画、剪纸动画、木偶动画等。这些动画形式是在吸纳如年画、壁画、戏曲、民乐等传统艺术元素的基础上创作而成的，因此极具民族特色。国产动画要寻求新的突破与提升，传承中国传统美学思想，探索自身与美、日动画风格和而不同的艺术特色，首先需要准确定位自身在全球化背景下的艺术和文化优势。此时，对“中国学派”时期的动画成果进行研究显得尤为重要。与其他动画形式相比而言，目前对水墨动画的研究更为系统和全面，主要集中在它的艺术特色、民族特色，以及现实困境及对策等方面。作为国粹之一的水墨动画，“笔墨浩方，意境优美，格调抒情，气韵生动。擅长用‘写意’和‘神似’等手法，使影片意蕴深邃，耐人品味。它体现了中国传统的美学思想和民族风格，在世界上独树一帜”［12］。营造意境，是水墨动画最为显著的特点，但同时，水墨画本身的艺术特性限制了动画的动态效果。张丽分析了水墨画与动画两种艺术形式之间的抵触，指出水墨动画尽管在画面美感的表现上具有优势，然而在描摹精巧细致的动作时缺乏感染力，重写意和抒情的特点也使水墨动画在戏剧性方面有所欠缺。［28］
卢阳从艺术与产业的双重角度详细论证了水墨动画的尴尬处境，并提出“以现代的文化语境为基础，以现代的制作技巧，以现代的文化认知”［29］，将民族性融于艺术形态之中，从而制作出与现代文化、现代人的审美情趣相符合的作品。尽管电脑技术的迅速发展，为水墨动画的制作过程带来极大便利，但如今依靠电脑手段制作出的水墨动画使其最具民族特色的意蕴陷入了“机械化大生产中”，“追求形式上的独特、感官上的享受，而流于肤浅，丧失水墨艺术内涵之能量”［30］。作为中国乃至世界动画领域中的一朵奇葩，作为传统艺术和当代艺术结合而成的动画片种，水墨动画在经历了辉煌后却因制作工艺的繁琐而逐渐消失在市场经济的洪流中。如何走出困境，重现昔日辉煌，李静给出的答案是扩宽创作思路，注重现实关怀，在造型上增强都市化与戏剧化元素;提高创作团队的整体审美修养、艺术品位与传统素养;协调艺术理想与市场压力，用技术革新来改变水墨动画制作繁复，耗时耗工的制作程序。［31］皮影、剪纸动画是中国学派时期诞生的另两种民族风格的动画形式，也是学界公认为极富研究价值的新课题，然而其目前研究的深度和热度与水墨动画相比却较为逊色。曹国洪［32］、陈茂涛［33］、任龙泉［34］等人的文章内容大多集中在对历史的梳理、艺术特色的归纳、民族性与世界性的关系探讨及其将这一传统动画形式拓展与发展的新思路等方面上。
动画还可以按照形式类型分为平面动画、立体动画、电脑动画。这其实反映了它在技术领域的发展轨迹，同时也体现出技术对动画艺术的重要影响力。曾经以电视、电影为主要传播载体的动画，依靠计算机技术的发展与网络的普及，大大拓宽了传播的途径。这方面的研究重点主要集中在数字动画较传统二维动画产生的新特点、新特征及其未来的发展态势上。孙立军探讨了动画发展中，技术所起到的关键作用，并认为对待动画创作中艺术与计算机技术两者的关系，应“在先进的艺术审美观和良好的动画理念指导下，利用技术为动画创作服务”［35］。另有竟永华［36］、孙艳［37］等人将两种动画类型做横向对比，讨论技术在动画发展中的作用，以及艺术与技术之间既相辅相成，又相互独立的关系，并基本一致认为即便电脑技术发展到多高的程度，三维动画仍然无法取代手绘二维动画，因为两者的风格、特点是截然不同的。
四、动画艺术的创作
动画艺术有着自己独特的表现方式与手法，创作时自然也有着不同于其他影视艺术的规律和法则可循。简单来讲，动画主要由内容和形式组成，内容指剧本，形式是指色彩、音乐等视听语言要素。外在的形式可以让内容更加吸引人，而内容则是决定作品成功与否的关键所在。如何创作故事，以何种方式来讲述故事，这都是动画剧本创作阶段所必须思考的问题。孙立军［38］、陈瑰丽［39］等人对中国动画创作面临的机遇与挑战做了形势上的分析。我国目前动画普遍存在着创意缺失的问题，表现在动画中便是内容的苍白与题材的重复兼狭隘、模仿与嫁接的痕迹显著、传统文化精华无法得到有力彰显。因此，对剧本创作的探讨是动画研究的重中之重。除了动画概论专著中都将创作作为重要一环进行详细论述外，其他著作和文章也有许多专门的探讨。动画剧本具有“真实可信下的高度假定性”“主题内涵的多层次性”“主人公性格塑造的重要性”［40］的特点，所以在创作过程中尤其要使剧本符合动画艺术特性，符合视听艺术的特点。葛竞的《影视动画剧本创作》［41］一书从理论性、实践性、资源性三个方面全方位讲述了动画剧本、动画人物、动画故事构思特性等动画剧本创作的基本概念与实战技巧。张秋平从动画片构思、结构及叙述方法等几个方面对动画剧本的编写技巧、情节的组成进行了初步的研究。［42］褚朔纯又在考察中外动画发展的成功经验后提出将改编优秀的文学作品作为我国动画的突围捷径。［43］另有李洁［44］、李三强［45］、刘葵［46］、汪开庆［47］等人从不同角度与要素阐述对动画剧本创作的心得与见解。动画作为一门视听综合的艺术，用视听语言讲述故事，色彩、音乐、镜头等在动画中的运用会对剧情发展、人物刻画有着特殊的作用。学界对动画的视听语言这一研究领域颇为重视，相继出版了艾琳［48］、王平［49］、孟军［50］、孙立［51］等人的专著。
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【关键词】安防系统 视频监控 视频分析
1 安防监控技术发展概述
安防视频监控技术最早出现于上世纪七十年代，主要用于小范围区域及楼层建筑内部。第一代视频监控以模拟监控技术为主。前端模拟摄像机是模拟监控技术的核心构件，利用CCD（Charge-coupled Device）进行视频信号模数转换，并通过调制，将模拟视频信号输出，储存设备主要为录像带或磁带。数模结合监控技术属于第二代视频监控技术。由于数字硬盘的出现，为监控设备连接提供了便捷，并大幅度提升了设备存储效率，拓宽了视频监控技术的应用范围。在IT及互联网行业不断发展的过程中，网络视频监控技术成为第三代视频监控技术。利用网络功能可实现信息数据共享，从而构建出监控信息网，实现大范围监控。而将视频分析技术与监控技术融合，形成了新一代智能化监控技术。智能化监控技术可对视频内容进行智能化分析，当出现异常时，系统会以联动报警的方式对风险进行处理，大幅度提升了安全性。当然，智能化监控技术还处于起步阶段，但它将成为未来视频监控的主流发展方向。
2 安防监控中视频分析系统构架及功能分析
目前，视频分析系统架构以前后端混合架构居多，该架构中，系统前端及后端均存在视频分析单元，前端通过网络摄像机或数字视频编码器来采集视频信息，后端的服务器则能够对相关视频信息进行分析，从而构建出智能监控系统。改架构资源占用率不高，并且服务器占用资源较少，可支持多通道。对于智能监控系统而言，视频内容分析是其核心技术。利用该技术可将视频中的前景与背景分离开，并可实现背景自动更新。利用当前图像与背景图像将前景目标分离出来，然后系统会对前景目标进行优化处理，对其识别、分类，将目标行为与预设规则对比。若目标行为与预设规则相符，系统便会发出警报。视频分析需要索引结构支持，有效的索引结构可提升视频分析的精度与准确性，其主要工作流程如下：获取视频图像背景建模目标测定分类识别规则判定发出警报。视频分析技术的成效性与图像质量也存在密切联系，视频图像质量诊断为此提供了一定支持。视频图像质量诊断可对各路视频图像质量进行监控，若视频图像出现丢失、雪花、偏色、冻结等情况，便会对故障进行分析，并将故障类型反馈至系统，再向使用者发出警报。同时，系统可对监测信息数据进行整合，并生成统计报表，便于用户查询。视频图像质量诊断为系统运营维护提供了支持，可协助用户及时发现前端故障，让设备能够维持正常运行状态。
3 运动目标识别技术分析
从上述流程中可以看出分类识别环节是视频分析技术应用的重要基础，其中运动目标识别技术是关键性技术之一，也是数字安防监控系统功能实现的基础。运动目标测定的结果直接关系到目标能否有效跟踪、识别。从客观角度来看，视频监控过程中场景必然会出现不同程度的变化，并且会受到外界环境影响如阳光、阴影等，这会给运动目标检测产生一定阻碍。通常情况下将运动目标检测分为两大类即静态背景与动态背景，安防监控多以静态背景为主。实际监控过程中，运动目标往往不是单独存在的，而是会伴随其他运动目标共同存在。这就要求识别设备可对目标进行有效辨识，通过捕捉目标特征，将其与预设模型进行对比，从而对目标进行分类，做到有效识别。
3.1 特征提取
运动目标特征是分析、分离目标的重要参考点之一。对于监控系统而言，目标特征是标识检测目标的一组信息，这组信息决定了目标的差异性与相似性。当检测目标被确定后，如何捕捉到特征元素关系到目标能否被有效识别。形状特征提取是目前最主流的特征提取方式。对于视频分析系统而言，形状是应用频率最高的特征向量。当监控系统发现目标后，会对其二值图进行直接提取，整个运算过程较为快捷。形状特征涵盖了面积、长度、宽度、离散度及不变矩等，整个提取流程包括：视频图像获取预处理目标检测二值化图像处理后处理形状特征分析经过特征库进行筛选、对比。
3.2 特征筛选
当目标特征有效提取后，就需要进行特征筛选、对比，并由系统对目标作出判断。通过特征筛选，可从目标所蕴含的多种特征中获取一组对识别或分类可靠有效且最本质的特征。这组本质特征体现了不同类型目标之间的特异性，并且这种特异性不会随着场景变化而发生变化。或者说，这种特异性能够在正常环境下维持，起到了标志性作用。若要保证目标识别的有效性，必须要对这种关键性特征或标志性特征进行有效筛选，才能让视频分析技术发挥作用。
4 结语
目前，智能化监控技术还处于发展阶段，整个技术体系还不够成熟。例如在我单位安装的车辆识别系统，为单位车辆的出入管理提供了便捷有效的手段，这套系统白天的车辆识别率很高，但是到了晚上光线不好的情况下，车辆识别率就会下降，识别算法还需要进行优化。但不可否认的是，智能化监控技术为数字安防监控系统升级提供了有力支持，让安防监控系统功能性变得更为全面。从发展趋势来看，智能化监控的应用范围将越来越广，特别是在安防行业当中，其地位会不断上升。除此之外，相关硬件设备的升级也为智能化监控创造了良好的应用条件，未来它将得到更大的发展空间。
参考文献
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[4]张拾贝.浅谈安防监控中的智能视频分析[J].中国公共安全，2014（Z2）：148-149.