云計算內涵與外延再認識

內蒙古自治區發展研究中心

云計算歸根結底是計算機和網絡技術進步的結果，正確地理解云計算概念的內涵和外延，必須從計算機和網絡技術的演進過程入手。

一、計算機及網絡技術的演化歷程及特征

（一）最初階段：個人電腦階段

我國基本發生在上世紀80年代末期，最開始進入人們生活的叫個人計算機（personal computer，簡稱PC機）。其操作系統主要是磁盤操作系統（disk operational system，簡稱DOS），操作方式主要是鍵盤輸入，一般只有專業人員才會使用，一定程度上影響了電腦的推廣和普及。后來美國微軟公司發明了視窗操作系統（windows）,操作上開始使用鼠標，應用的非專業化和簡單便利化使電腦迅速得以普及。這時的電腦主要是單機運行，功能也主要用于文字處理、圖表統計、圖形制作等方面。但是，作為計算機領域幾個最基本的概念卻逐步得到人們認知。一是電腦的計算能力，即計算機的處理器（CPU）能夠處理什么樣的數據及其運算速度等。二是電腦的存儲空間，即計算機硬盤能夠存放多少數據和資料的能力。三是軟件和硬件，硬件是指諸如主機、顯示器和鍵盤燈組成電腦的各種物理設備；軟件是指應用計算機語言編制的控制程序及各種應用系統等。以后計算機及網絡技術的所有創新和發展都是以這幾個基本概念為原點的。

（二）第二階段：局域網階段

在我國主要發生在上世紀90年代初期和中期，是網絡技術的初始階段，表現為通過網線把一個機構內部的各個單機電腦連接起來，組成一個單位內部網絡，其中，把一臺或幾臺負責整個網絡管理和運行的電腦稱為服務器，并放在特定的房間成為計算機或網絡機房。這時候個人電腦功能除了原來的文字、圖表、圖形處理等功能外，出現了網絡內部的文件傳輸和公共電腦上的信息發布功能等，后來又出現了單位內部的辦公自動化應用系統。但這期間網絡功能仍比較單一，處理的數據量也不是很大，對服務器的運算能力、存儲空間和機房配置的要求也不高。

（三）第三階段：互聯網初級階段

在我國主要發生在上世紀九十年代后期，分散于各個機構的局域網通過公共通訊網（固話網、專線、衛星等）實現了互聯互通，形成了國際互聯網（internet）。網絡功能也得到了極大提升。一是擴展了傳輸功能，電子郵件（email）可以在更大范圍內傳輸；二是增加了網絡發布功能，各個機構都可以在互聯網上建立自己的門戶網站(web)，并對外進行信息發布。三是出現了許多專門從事互聯網服務的公共網站，如基于公共信息發布和提供公共郵箱的新浪、搜狐和基于網絡搜索的百度等。但這時候的大部分網站仍缺乏交互性，網站內容主要由單位固定人員采集和發布，且上網終端仍然以個人電腦為主，人們上網查詢資料也僅局限在辦公室、家庭、網吧等場所。這期間網絡規模的擴大和應用功能的增加，對服務器、電腦的運算能力和存貯空間等提出了更高要求，帶動了電腦硬件和軟件技術的大發展，以及機房和維護人員的專業化。

（四）第四階段：互聯網擴展階段

在我國基本發生在本世紀初期，隨著互聯網功能增強和應用范圍逐步普及，開始進入發展的新階段。一是政府部門的政務信息化水平大幅度提升。各種業務應用系統不斷電子化、網絡化，公文起草與批辦、文件傳輸與保存、系統單位之間的視頻會議以及信息發布等業務，都依托網絡進行。二是企業經營管理的信息化水平更加普及。企業內部生產經營和管理實現了電子化和網絡化，互聯網也成為企業對外宣傳和產品營銷的重要平臺。三是出現了大量互聯網增值業務，并由此產生了許多新的產業形態和商業模式。如淘寶、天貓等購物網站，優酷、土豆等音視頻網站，QQ等社交和游戲網站以及基于第三方支付的支付寶等。與此相適應，無論是政府、企業還是互聯網服務機構，為了滿足數據、信息等爆炸式、海量化增長的需要，對通訊網絡的帶寬、服務器的運算和存儲能力、計算機房的專業化水平、上網終端的便攜易用性等都提出了更高要求。

（五）第五階段：移動（或無線）互聯網階段

這也是我國互聯網目前所處的階段。隨著人們的日常工作和生活對互聯網的依賴性越來越強，要求具有方便性和即時性上網功能的移動終端替代過去的電腦上網。在此背景下，能夠隨時隨地上網的智能手機應時出現，大部分互聯網功能轉移到手機上。各大網絡公司也結合人們上網方式的變化，開發了各種移動應用系統（業內人員叫APP），從而使互聯網的普及應用達到了前所未有的程度。同時，互聯網應用的普及也反過來推動了計算機及網絡技術的更大進步。

（六）未來階段：物聯網或智慧網絡階段

隨著未來科技進步，人們會把各種感知系統和人工智能技術應用于人們的生產生活，各種“物”也能夠通過感知、運算、決策、處理等自行發揮作用，由以人為主的互聯網階段進入物聯網階段，人類的生產生活將更加智慧化、自動化。

二、云計算的產生及其名稱由來

（一）現行各自獨立建管網絡模式的缺陷

隨著互聯網應用范圍和業務量快速擴大，對服務器的運算能力、計算速度、計算模式都提出了前所未有的高要求，過去以各個部門、企業和機構等分布式自行建設機房、自行購置服務器、自行運營維護網絡的建管方式逐步暴露出許多問題。

一是重復建設導致資源浪費。由于各計算機和網絡用戶單位規模不一、業務量大小不等，信息化要求程度也不同，每個單位都建立自己獨立的計算機房和網絡系統，在建設投入、設備設施利用效率、維護運轉的人力物力等方面都存在著大量的重復投入、閑置浪費等現象。

二是網絡不能互通、信息不能共享。網絡互聯、信息共享是現代信息技術網絡的生命力，但目前無論是電子政務還是電子商務，目前存在的最突出問題就是各個部門網絡相互割裂，部門信息孤島式儲存，成為制約網絡效能發揮和產業發展的重大障礙。

三是不能適應信息化的新趨勢。隨著信息網絡技術的創新和應用深化，移動辦公、交互式辦公等越來越普及，對計算機服務管理系統的要求也越來越高，各單位再各自改造提升自己的計算機系統不僅造成新的重復建設浪費，也難以滿足信息新技術和新業務系統的建設和使用要求。

四是不符合網絡安全的需要。各單位網絡安全設施標準不一，維護人員的安全意識和技術水平不一，沒有安全穩定的災備系統，一旦計算機網絡受到攻擊或物理性損毀，將會造成重大數據損失和社會影響。

（二）云計算的產生及概念

在此背景下，以機房標準化建設、專業化運管，服務器統一化配備、集中式布局，用戶對計算能力及存儲空間“資源池”式保障和彈性化按需提供，所有數據和信息集中式存儲、網絡化共享，網絡和數據安全統一化保障的建設運營方式應運而生，這種計算機及網絡建設、運行、管理模式就叫云計算?？梢姡朴嬎愕摹坝嬎恪弊杂嬎銠C產生那天就已經存在，只是隨著計算機和網絡技術進步的需要，客觀上推動了整個互聯網產業鏈條的專業化細分，使社會需要的“計算”服務由專業化的運營主體以“云”的形式提供，從而催生了云計算產業。

而之所以叫“云計算”，主要有兩個來由。一是對這種計算模式的形象化概括。由于在這種計算模式下，用戶完全不需要知道計算機房在哪里、設備設施怎樣配置、網絡怎樣聯通、數據從哪來等細節，只要你對計算能力、存儲空間、軟件服務等有所需要，總能夠隨時隨地得到滿足，有點類似于家中使用自來水，用戶不需要知道水源和供水廠在哪，只管按需要取用，到時按用量結算費用。“云計算”就是對這種新的計算機和網絡運營、管理、應用方式的形象概括。二是出于計算機專業領域的傳統習慣。專業人員在描述計算機集群或網絡的體系結構時，若外部體系結構究竟如何并不重要，在網絡拓樸圖上常常用云的形狀來表示，就像在地圖上用一個小圓圈表示一個城市道理一樣。由此逐步演化，就將由網絡聯結起來的各種計算資源（包括計算設備和其上的軟件）統稱為“云”。從這個角度講，“云計算”就是指運用網絡聯結起來的許多計算設備對數值或信息進行處理并得到結果的一種運算方式。

（三）云計算的主要好處

云計算表面上看起來只是計算方式由單機或單網運行轉變為集群式并行計算，機房和計算機的物理位置由分布式變為集中式，運行管理由分散式變為統籌式，但這種變化以卻由于其 “開源”和“節流”兩個方面的利好，對整個互聯網產業產生著重大而深遠的影響，甚至推動著整個社會產業形態、人們的生活方式和商業模式的變化，成為繼大型封閉計算機、個人計算機和互聯網之后的第四次IT產業革命。

一是提升計算效率，降低運營成本。云計算將計算任務分布在由大規模的數據中心或大量的計算機集群構成的資源池上，使計算機CPU的運算能力達到每秒10萬億次以上，使每臺服務器的平均利用率從7%提高到68%-80%，部署時間從小時級降低到分鐘級，服務器重建和應用加載時間從20-40小時降低到15-30分鐘，可使數據中心的總運營成本比社會分散運管節約30%以上。

二是增加使用靈活性，提升信息服務質量。云計算將大量用網絡連接的IT資源進行統一管理和調度，使計算、存儲、軟件等服務能夠通過網絡，像水、電等公共設施一樣方便、廉價地提供給用戶。在這種模式下,用戶可以自助地得到所需要的計算資源和軟件服務,并按用量付費，極大地方便了服務開發者構建的新服務內容和模式。

三是創新商業模式，促進信息化水平。由于云計算大大降低信息化建設的門檻和成本，有利于信息共享和資源綜合利用，降低能源消耗，減少運維成本，可以吸引更多的企業參與到信息產業鏈，更快速便捷地進行技術創新，推進新型工業化、新型城鎮化和農牧業產業化將與信息化深度融合，加速全面信息化時代的來臨，徹底改變人們的生產生活方式。

四是滲透面廣泛，有利于為民生領域帶來更多的福祉。隨著云計算的普及和推廣，各種政務、民生、公共服務等方面的信息化水平和效率將大幅度提升，比如人們通過云計算和物聯網技術，可以實現遠程醫療、遠程教育、現代農業生產等。

五是云計算應用有利于實現產業鏈上下協同，是區域產業轉型升級的重要切入點。云計算技術在研發設計、原料采購、資源調度、生產、流通、管理等關鍵環節上的應用，為產業鏈上下協同提供了優質的解決方案，并通過虛擬化技術向用戶提供標準化服務，有利于提高企業的裝備水平、工藝水平、管理水平和產品質量，為產品提供高附加值、低成本和全球化制造的服務；同時，云計算也會推動世界范圍內信息產業發展格局的重構，對落后國家或地區來說，是發揮后發優勢，實現在未來信息產業中搶占有利地位的重要機遇。

三、云計算與大數據等其它概念的區別和聯系

目前與云計算同時流行的還有大數據、物聯網、智慧城市等概念，但從計算機和網絡技術發展的實質看，這幾個概念其實是一件事情的不同的表述，只是側重點各有不同。

（一）大數據

從實質意義上講，大數據是云計算推動計算能力的提高而引致的統計分析技術的進步。在沒有云計算這樣強大的計算能力之前，政府或企業要想了解某一地區或行業的情況，一般需要進行普查或抽樣調查。普查工作量太大，耗時費力，一般不采用。抽樣調查雖然相對容易組織，但調查樣本的選取方式，樣本量的大小、樣本的代表性都對推算結論的科學性產生影響，且也不能夠即時地獲得調查結果，在服務決策方面存在一定的滯后性和不準確性。而有了云計算，就可以依托其強大的數據匯集能力和快速計算處理能力馬上就獲得分析運算結果。同時，由于云計算是基于樣本總體的分析，因而統計結果也更真實，很好地解決了服務決策的即時性和科學性問題。依托大數據的統計結論，政府或企業能夠及時準確地掌握經濟社會運行情況，并能夠及時地調整經營管理決策和服務方式。如一個人經常上網查詢某類網站或信息，網絡就能根據你的上網偏好，自動推送你經常查詢內容的相關信息，這就是大數據應用的一個典型案例。與此類似，企業也可以根據大數據計算出的某類客戶的消費偏好，有針對性地采取相對應的市場策略。

（二）物聯網

雖然現代互聯網已經深入到經濟社會和人們生產生活的各個方面，但大部分互聯網行為仍然以人的行為和操作為主，某種意義上仍然是“人聯網”。隨著未來科技進步，大量的感知系統和自動控制系統應用在“物”上，使“物”具備了一定的感知、邏輯判斷和自行決策并處理事務的能力，并形成全社會的網絡系統，替代人的某些行為，那么也就意味著物聯網時代的到來。因此說，物聯網是目前計算機和網絡技術進步的更高級形式。

（三）智慧城市

智慧城市與云計算、大數據、物聯網等是過程與結果，或者手段與目標的關系。即由于有了云計算、大數據和物聯網，我們現行的許多生產生活方式都會發生變革，工作和生活都會更加便利化、智能化、自動化，從而使整個社會顯得更加“智慧”。形容這些狀態，就出現了諸如“智慧城市”、“智慧園區”、“智慧金融”和“智慧民生”等。從實質上看，智慧XX或數字XX等提法，總體上就指一個地區或行業云計算、大數據等應用越來越廣泛，信息化和智能化水平越來越高等狀態的一種形象化描述。