什么是激光与激光技术激光,是一种自然界原本不存在的,因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。物理学家把产生激光的机理溯源到1917年爱因斯坦解释黑体辐射定律时提出的假说,即光的吸收和发射可经由受激吸收、受激辐射和自发辐射三种基本过程。众所周知,任何一种光源的发光都与其物质内部粒子的运动状态有关。当处于低能级上的粒子(原子、分子或离子)吸收了适当频率外来能量(光)被激发而跃迁到相应的高能级上(受激吸收)后,总是力图跃迁到较低的能级去,同时将多余的能量以光子形式释放出来。如果光是在没有外来光子作用下自发地释放出来的(自发辐射),此时被释放的光即为普通的光(如电灯、霓虹灯等),其特点是光的频率大小、方向和步调都很不一致。但如果是在外来光子直接作用下由高能级向低能级跃迁时将多余的能量以光子形式释放出来(受激辐射),被释放的光子则与外来的入射光子在频率、位相、传播方向等方面完全一致,这就意味着外来光得到了加强,我们称之为光放大。显然,如果通过受激吸收,使处于高能级的粒子数比处于低能级的越多(粒子数反转),这种光的放大现象就越明显,这时就有可能形成激光了。激光之所以被誉为神奇的光,是因为它有普通光所完全不具备的四大特性。 1.方向性好 ——普通光源(太阳、白炽灯或荧光灯)向四面八方发光,而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内(图8-9),这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。 ——2.亮度高 ——激光是当代最亮的光源,只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。太阳光亮度大约是103瓦/(厘米2.球面度),而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7~14个数量级。这样,尽管激光的总能量并不一定很大,但由于能量高度集中,很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。 ——3.单色性好 ——光是一种电磁波。光的颜色取决于它的波长。普通光源发出的光通常包含着各种波长,是各种颜色光的混合。太阳光包含红、登、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的可见光及红外光、紫外光等不可见光。而某种激光的波长,只集中在十分窄的光谱波段或频率范围内。如氦氖激光的波长为纳米,其波长变化范围不到万分之一纳米。由于激光的单色性好,为精密度仪器测量和激励某些化学反应等科学实验提供了极为有利的手段。 ——4.相干性好 ——干涉是波动现象的一种属性。基于激光具有高方向性和高单色性的特性,它必然相干性极好。激光的这一特性使全息照相成为现实。 ——所谓激光技术,就是探索开发各种产生激光的方法以及探索应用激光的这些特性为人类造福的技术的总称。自1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器,我国也于1961年研制成功国产首台红宝石激光器以来,激光技术被认为是20世纪继量子物理学、无线电技术、原子能技术、半导体技术、电子计算机技术之后的又一重大科学技术新成就。30多年来,激光技术得到突飞猛进的发展,不仅研制了各个特色的多种多样的激光器,而且激光应用领域不断拓展,并形成了激光唱盘唱机、激光医疗、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新兴产业。激光技术的飞速发展,使其成为当今新技术革命的“带头技术”之一。 各式各样的激光器 ——在光源中,实现能级粒子数反转是实现光放大的前提,也就是产生激光的先决条件。要实现粒子数反转,需借助外来光的力量,使大量原来处于低能级的粒子跃迁到高能级上去,这个过程我们称之为“激励”。 ——我们通常所说的激光器,就是使光源中的粒子受到激励而产生受激辐射跃迁,实现粒子数反转,然后通过受激辐射而产生光的放大的装置。激光器虽然多种多样,但使命都是通过激励和受激辐射而获得激光。因此基本组成通常均由激活介质(即被激励后能产生粒子数反转的工作物质)、激励装置(即能使激活介质发生粒子数反转的能源,泵浦源)和光谐振腔(即能使光束在其中反复振荡和被多次放大的两块平面反射镜)等三个部分组成(图8-2)。 ——经过30余年的发展,各国开发出实用的激光器已超过200种。种类繁多,特点各异,用途也各不相同。激光器有各种不同的分类方法:按工作物质来分有气体、玻璃、晶体、液体、半导体、准分子等激光器,还有化学激光器(靠化学反应而形成受激状态)和自由电子激光器等;按波长来分,覆盖的波长范围包括远红外、红外、可见光、紫外直到远紫外,最近还研制出X射线激光器和正在开发的γ射线光器;按激励方式不同,有光激励(光源或紫外光激励)、气体放电激励、化学反应激励、核反应激励等;按输出方式不同,有连续的、单脉冲的、连续脉冲的和超短脉冲的,等等;从功率输出的大小来看,其中连续的输出功率小至微瓦级,最大可达兆瓦级;脉冲输出的能量可从微焦耳至10万以上焦耳,脉冲宽度由毫秒级到皮秒级乃至飞秒级(1000万亿分之一)。 ——上述各式各样激光器的出现,主要是为了满足不同的应用目的。如激光加工和某些军用激光都要求高功率激光或高能量激光(即所谓强激光)。有的希望脉冲的时间尽量缩短,以从事某些特快过程的研究。有的还对提高光的单色性、改善输出光的模式、改善光斑的光强分布以及要求波长可调等提出了很高的要求,从而使激光器的探索深度和应用广度得到前所未有的发展。激光器的应用已渗透到各个领域,正在奇迹般地改变着我们的世界。 蓬勃发展的激光应用 ——激光不仅是20世纪内人类最重大的发明之一,而且激光技术的应用已广泛深入到工业、农业、军事、医学乃至社会的各个方面,对人类社会的进步正在起着越来越重要的作用。 ——1、激光在信息领域的应用 ——半导体激光器和光纤放大器是光纤通信的两项关键技术。半导体激光器发出的激光不仅单色性和相干性好,而且光波频率比微波频率又高万倍,故以激光为传递信息的载体,用光纤做信息传递线路的光纤通信,不仅通信质量好、抗干扰能力强、保密性好,而且通信容量比微波通信要提高上万倍。一根比头发丝还细的光纤,就可以同时传输上万路电话或成千路电视节目,从而使通信真正成为通向千家万户的网络新时代。 ——利用激光技术进行光存储,使信息的存储发生了革命性的飞跃。一张CD声频光盘的记录密度相当于1000万比特/厘米2,可记录78分钟的音乐节目,比密纹唱片要大好几个数量级。一张计算机用的盘径为5英寸的CD-ROM,容量可达650兆比特。一张LD(激光录像盘),或者近几年最热门的VCD(激光视盘,谷称小影碟),以及继VCD之后的新一代视盘DVD(数字视盘),其视像蕴含的信号量比CD又要高千倍,可记录100分钟的清晰度很高的影视节目。CD、VCD和LD不仅已在放像设备市场占有相当大的份额,而且还可以在配有激光驱动器的计算机上播放。 ——此外,激光打印机、激光传真机、激光照排、激光大屏幕彩色电视、光纤有线电视以及大气激光通讯等均已得到广泛应用。 ——2、激光在全息术领域的应用 ——光作为一种波动现象,表征它的物理量有波长(同颜色有关)、振幅(同光的强弱有关)和位相(表示波动起点同基准时间的关系)。人们利用感光的照相方法,只能记录下波长和振幅,所以无论照得多么逼真,看照片和看真的景物总是不一样。而激光具有高相干性,能获取干涉波空间包括相位在内的全部信息。因此,采用激光进行全息摄影,被拍物体的全部信息都被记录在底片上,通过光的衍射,就能复现被摄取物体栩栩如生的立体形象。时至今日,在全息照相的基础上,还进一步发展了全息干涉术、彩色全息及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。 ——全息照相具有三维成像的特点,可重复记录,而且每一小块全息底片都能再现物体的完整立体形象,其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业,用全息照相拍摄珍贵艺术品,不仅欣赏起来令人如临其境,而且为艺术品的修复提供了可靠而逼真的依据。正在发展的全息电视还将为人们增添一种新的生活享受。
物理学科现有教授17人(其中博士导师10人),副教授17人。李福利:男,生于1957年1月20日。教授,博士生导师。研究方向:原子核多体量子理论、量子光学中原子与腔场相互作用动力学、光场非经典态的产生、量子干涉效应与原子共振荧光光谱及量子信息方面的研究。2001年6月评聘为校“腾飞计划”特聘教授。曾获得:宝钢优秀教师奖(1995);陕西省优秀留学回国人员(2001);国务院政府特殊津贴(2000)。张胜利:男、1962年3月出生。教授,博士生导师。主要研究方向:纳米管结构与物理性质、软物质系统斑图的演化与生长控制、生物大分子结构与功能。研究成果在Physical Review、Physics Letters等国际著名的物理学术刊物发表研究论文三十余篇,其中SCI收录24篇,EI收录4篇。论文被国内外同行引用一百多篇次。研究成果获省教委科技进步一等奖一项、获省科技进步一等奖一项、教育部提名国家科学技术奖自然科学二等奖一项。丁秉钧:男,1946年12月出生,教授,博士生导师。主要研究方向:电接触材料,纳米功能材料。主编“纳米材料导论”,机械工业出版社。在国内外学术刊物上发表了近百篇学术论文。研制的CuCr触头材料已创产值近4亿元。陈光德:男,1957年5月生。教授,博士生导师。主要研究方向: 1. 固体光谱学(半导体和纳米材料的光学性质);2. 非线性光学;近些年来在国内外物理类学术期刊和国际学术会议上发表科学研究论文三十余篇,其中二十篇被SCI收录,截至2003年11月,发表的科研论文已被国内外评论引用430篇次;梁工英:男,1953年8月出生,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:激光与物质相互作用,纳米磁性材料。 1995年获国家教委科技进步三等奖,2000年获陕西省科技进步二等奖。承担国家自然科学基金两项,省部级基金项目4项,横向课题多项。主要研究课题有激光反应合成纳米复合材料,激光快速晶化纳米双相NdFeB磁体,纳米软磁材料等。近年来共在国际和国内著名刊物发表论文50余篇。其中外文26篇,被SCI 收录论文20篇,被Ei收录37篇,被引用30多次。宋晓平:男,博士、教授,博士导师,研究生院常务副院长。研究方向:科研上一直从事相变、磁性材料,新型功能材料研究开发工作。1997年获省优秀教学成果二等奖一项(第一获奖人)。科研上一直从事相变、磁性材料,新型功能材料研究开发工作。1995年在英国里兹大学高访1年,2000年在美国特拉华大学高访3个月。先后主持和参加科研项目二十余项,其中国家自然科学基金3项,863项目2项,发表科研论文80余篇,其中SCI 收录论文40篇,发表的论文被他文引用40余次,2002年获教育部提名科技自然科学奖一等奖(第一获奖人)。王永昌:男,1938年11月出生。教授,博士生导师。主要研究方向:红外上转换和光存储材料的研究及其应用;纳米金属粒子的光学性质及纳米结构组装体系的研究;原子分子的高激发态结构及碰撞动力学研究;微型激光器的理论与实验研究。1982年,“镧系元素三元络化物化学”获甘肃省教委科研成果一等奖(名列第四)。1985年,“激光等离子体光谱学”获甘肃省教委科研成果一等奖(名列第一)。1994年,“与热核聚变和短波激光有关的原子参数的研究” 获甘肃省高校1992-1993年度科技进步二等奖(名列第二)。2003年,“物理新技术在生物膜液晶态结构及抗癌研究中的应用和意义”获陕西省高等学校科技进步二等奖(名列第四)。张淳民:男,教授,博士生导师。研究方向:成像光谱技术; 空间光学;大气科学; 信息图像处理;光纤通信技术及低维材料的光学性质等。目前主持的科研项目有国家自然科学基金(两项)、省自然科学基金重点项目、省科技攻关项目和市工业攻关项目等,先后承担的科研项目有国家863―308、863―2基金和国防科技预研项目等;发表学术论文50余篇,其中SCI、EI收录10余篇;近两年在国际重要光学学术期刊Applied Optics,Optics Communications,Journal of Optics A上发表论文6篇,国际会议特邀报告1篇;申请专利五项(已获4项) ;主持国家级教改项目1项,省、校级教改项目8项;主编出版《大学物理》、《物理学》、《大学物理》(电子教案)等教材四部。先后获省(部)级、校级奖10余项。作为第一发明人,2002年获国际专利技术成果博览会金奖3项;2000年获中国科学院院长奖学金优秀奖。 2001年-2004年9月(其中2003年由于非典没有外国专家来访),物理学科共有12人次来访,来访期间,与理学院物理学科师生座谈,并作学术报告。具有实质性的合作主要有:与美国再生能源实验室高级研究员-Huai Wei在固体理论计算方面进行合作,提供实验样品材料,并指导博士生、硕士生。参加国际会议:2002年以来学科教师参加国际会议:4人次;2002年以来物理学科发表论文情况:发表论文97篇,其中SCI收录55篇。
2007 纳米技术给我们带来了哲学摘要:纳米技术是指在纳米尺度的物质正在准备,研究和工业陶瓷材料的产业化和利用纳米材料的研究和产业化跨越综合技术体系。纳米技术的发展扩大人类认识微观世界的能力,你可以探索微观尺度上的神秘男子和世界。另一方面,我们也应该看到纳米技术应用不当带来的灾难,本文总结了纳米技术成果的基础上的哲学辩证思维运用纳米技术危害。 关键词:纳米技术的哲学思考解决方案1文本纳米技术及其成就1 .1什么是纳米技术纳米namometer是英文的音译,是一个物理的计量单位,一纳米是一米的十亿分之一,相当于45个原子排列起来的长度。通俗点说,相当于万分之一的人的头发丝的厚度。就像毫米,微米,纳米尺度的概念,并没有物理意义。当物质到纳米尺度后,这个范围是1-100纳米的空间,材料性能就会发生突变,也有特殊的性质。这是两个不同的原子,分子,也不同于宏观性质的材料组合物的特定的材料,即纳米材料从原来的组合物。如果只有在纳米尺度,并没有特殊性能的材料,不能被称为纳米材料。在过去,人们只注意原子,分子或空间,而往往忽略了中间的领域,这一领域实际上是丰富的性质,但以前不知道这个尺度范围的性能。纳米尺度性能的小尺寸效应,表面积效应,量子尺寸效应。的第一个实现,它的性能并引用纳米概念的是,日本科学家,他们是在20世纪70年代与超微离子蒸发的方法,和其性能通过研究发现,:一个导电,导热的铜,银导体做后纳米尺度,也就失去了其原有的性质,显示出既不导电,也不导热系数。磁性材料,也类似的铁 - 钴合金中,使约20-30纳米的大小,磁畴变成单磁畴,它是比原来的磁高1000倍。 20世纪80年代中期,人们这种材料正式命名为纳米材料。 &NBS工艺陶瓷模具P; 纳米技术纳米技术是指以至100纳米纳米材料研究领域是最有活力未来的经济和社会发展具有非常重要的影响的研究对象,但也是最积极在纳米技术,最接近应用的重要组成部分。近年来,纳米材料和纳米结构取得了令人瞩目的成就。例如,存储密度每平方厘米的磁量子磁盘纳米棒阵列,低成本,高效率的发光纳米波段可调谐激光器阵列,价格低廉的高能量转换纳米结构太阳能电池和热电转换元件,400克一个轨道炮道轨烧蚀的高强度和高韧性纳米复合材料的出现,它表明它是一个新的支柱产业,在国民经济和高科技领域的应用潜力。正如美国科学家估计,“这个微小的隐形人可能给物质在各个领域带来了一场革命。”纳米材料和纳米结构的应用将如何调整国民经济的支柱产业的布局,设计新产品,形成新的产业和高新技术改造传统产业进入了新的机遇。纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了一个新的水平的性质的认识,是知识创新的源泉。由于纳米尺度的结构单元(1100urn)和许多材料的特征长度,如电子的De布鲁奥预定的波长,超导相干长度,隧穿势垒的厚度,强磁性的相当关键的尺寸,从而导致纳米材料和纳米结构的物理和化学性能是不同的,从微观的原子,分子,也不同于宏观物体,从而把人们探索自然,创造知识的能力延伸到宏观和微观之间的物体之间的中间领域。纳米材料的诞生状态多年来在各个领域所取得的成就的影响和渗透一直引人注目。在20世纪90年代,纳米材料的内涵扩大的领域逐步拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接非常紧密,实验室成果转化速度之快出乎人们期望,基础研究和应用研究已取得重要进展。 4纳米技术产业的发展趋势(1)信息产业中的纳米技术:信息产业不仅在国外,在中国也占有举足轻重的地位。 2000年,中国的信息产业创造了gdp5800亿元。纳米技术在信息产业的应用主要表现在三个在我的眼里纳米方面:①网络通信,宽带网络通信,纳米结构器件,芯片技术和高清晰度数字显示技术的论文。因为不管通讯,集成或显示,原器件,美国已经工作,现在是一个单一的电子设备,隧道电子器件,自旋电子器件,该设备已在实验室研制成功,并可能在2001年年进入市场。 ②光电子器件,分子电子器件,巨磁电子器件,我国仍落后在这方面,但这些原始设备进入商品市场,甚至10年,所以中国到15年至20年这方面的研究提前。 ③关键纳米网络通信设备,如网络通信激光器,滤波器,谐振器,微电容,微电极等,我们的研究水平并不落后,仅安徽省。 ④压敏电阻,非线性电阻等,可以进行,添加氧化锌纳米材料。 (2)环保产业在纳米技术:纳米技术在空气中20纳米和200纳米的水污染物是不可替代的技术。要清理环境,我们必须使用纳米技术。现在,我们已经成功地制备甲醛,氮氧化物,一氧化碳可降解的移动设备,使超过10ppm的有害气体降低到的空气,该装置已进入实用化阶段的生产;使用多孔小球的组合光催化纳米材料已成功地用于有机废水降解苯酚和其他传统技术难以降解有机污染物,具有良好的降解效果。近年来,许多公司都致力于光催化纳米技术处理等行业,并改善水质,已初见成效,稀土氧化铈纳米组合技术和贵金属加工设备,汽车尾气的效果很明显的转变,治理在淡水藻类污染所造成的近期初步研究已成功地在实验室里。 (3)能源与环保纳米技术:合理利用传统能源和新能源的发展是我们当前和今后的一项重要任务。在传统能源的合理利用,现在主要是清除剂,促进剂,使煤燃烧,燃烧他们从流通,减少硫的排放量,不再需要辅助装置。此外,纳米技术的使用,以提高汽油,柴油燃料添加剂已经,事实上,它是一种可燃液体簇的小分子物质,燃烧,净化。在开发新能源的国内外进展迅速,成为非可燃气体,可燃气体。研发现在是一个主要的国际能源转换材料,也做了,它包括太阳能转化成电能,热能转化为电能,化学能转化为电能。 (4)纳米生物医药:这是国家加入WTO后最有前途的领域之一。目前,国际医药产业正面临着新的决定,那就是用纳米尺度发展制药产业。纳米生物医学必要的物质从植物和动物中提取,然后在纳米尺度组合,以最大限度地提高疗效,这正是的想法?中国中医药。提取后,在本质上,有几的骨架,如人体可吸收糖,淀粉,使其效率和有针对性的药物释放。传统药物的改进,利用纳米技术可以提高一个档次。 (5)纳米技术和新材料:纳米技术和新材料虽然不是最终产品,但是是非常重要的。据美国估计,到21世纪30年代,汽车40%的钢材和金属材料是轻质,高强材料来取代,这样可以节省燃气40%以上,减少二氧化碳排放量40%,在这一个,你可以每年100美元亿美元,并创造社会效益。另外,各种功能性材料,玻璃的透明性,但重量重,具有纳米改进它,这样它变得更轻,所以,这种材料不仅是力学性能,而且还具有其他功能,以及光的颜色,光存储,反映各种紫外线,红外线,光的吸收,存储等功能。 (6)纳米技术对传统产业改造:对于中国来说,目前被切成纳米技术,纳米技术和传统产业结合最好的机会在所有技术领域。首先,家电,轻工,电子等行业。合肥美菱集团从1996年开始研制纳米冰箱,可折叠PVC磁性冰箱门封不发霉,使用抗菌涂料里面的水果是使用纳米材料,轻工业的发展,电子产品和家用电器可以带动涂料,材料,电子原器件等行业,其次是纺织业。人造的纤维和纺织行业的发展趋势,中国进入WTO纺织品能够占据一个有利的位置,现在必须充分应用纳米技术,纳米材料。去年在绝缘,保温衣的电视宣传,纳米技术的应用,有一些特殊的功能,防静电,阻燃等,纳米导电材料组装到里面,可以是11万伏的压力,人体盾牌,在这方面的应用纳米技术的纺织行业形势看好;三,电力行业。使用纳米技术的20万伏和11万伏变压器传输瓷轮可以增加11万伏电击性能瓷器釉,无霜,别人是整体性能非常不错;第四是建材行业的油漆和涂料,包括各种陶瓷釉料,油墨,纳米技术干预,可以使产品的性能升级。 发展纳米技术和材料的不断发展给我们的生活发生了翻天覆地的变化,极大地改变我们的生活,但纳米材料的安全问题引起人们的关注。 反射纳米技术从“纳米牙膏的”纳米护肤霜“,”,已知全球使用纳米技术产品市场上已经有超过300种。纳米技术开始走入人们的生活区。与此同时,人们可能纳米材料,潜在的安全问题一直是心有余悸。 早在三年前,有几个人的报告“纳米”这个极具潜力的新兴技术的困惑。在2003年的美国化学学会年会上,有三个研究小组发表纳米材料的毒性特别报告。美国航空航天局的研究小组发现,碳纳米管会进入肺泡形成肉芽肿,这是典型的结核病。杜邦公司的一个研究小组也发现了类似的结果。罗切斯特,纽约大学的研究人员使老鼠含有PTFE粒子直径为20nm,在空气中15分钟,并在接下来的4个小时内亡的老鼠,被暴露,而另一组用直径为120nm的颗粒在空气中,则安然无恙。该研究小组还发现另一项实验中纳米粒子能够进入大鼠的嗅球,并迁移到大脑。 目前,纳米技术的注意力集中在安全问题:纳米粒子对人类健康和对环境造成的负面影响的潜在风险。虽然纳米材料的毒性问题,现在说还不清楚,但专家们一致认为需要进行专门研究纳米技术的潜在风险及其不利影响。 纳米技术术语---麻省理工学院的埃里克·德雷斯勒,早在1986年发表的“创建由发动机的发明者,”一书上的各种物质的原子大小的纳米技术的操作的详细说明现状,未来发展潜力和危险。使他不仅引发了对纳米技术的兴趣,也让许多人担心未来的纳米技术。 “纳米技术是远远高于它的好处的风险。”在整个20世纪90年代,这种说法一直在科学界普遍。 2000年底,“发现”杂志评选其顶部的20个危险的21世纪,纳米技术和行星撞击地球,一个全球性的流行病,被列为其中之一。因此,在科学家眼中,纳米技术是危险的,它在哪里?它开始谈论斯勒。在他的书中,德雷斯勒想象的东西称为“钳工”通过原子的纳米机械取放,分子大小的人造纳米机器可以像人体一样,蛋白质和酶,制造出的东西,如电视和电脑---当然,也包括自己。因此,科学家们开始担心:如果你可以听这些人钳工商誉命令的,肯定是一件好事,但如果控制程序错误或恶意使用,想一台电脑蠕虫无限自我复制无限期的,从而覆盖和破坏整个地球? 相关阅读:新型建材+碳纳米管纪事ChroniclesofCarbonNa的... 发表于2007-12-1800:41 |碳纳米管世界现代设计史论文佛山陶瓷模具纪事八发件人:... 什么新型建材科学家看未来的世界关键字:创新和技术的发展,世界各国,人是未来人类服装的未来世界粮食低热量低胆固醇随着现代科技的飞速发展...... 新大楼!技术融入人文科学知识,科学新闻科学论文陶瓷材料科学家都有这样的感觉:其实他们是 - 探索宇宙秘密的,它不是最终体积小的纳米技术研究课题... 科技新闻::纳米孩子的父亲在眼里新型建材今年刚40岁的王中林博士是一位美国教授在佐治亚理工学院,乔治亚理工大学纳米氧化物陶瓷学校和材料科学... ,新型建材科学家希望未来的世界关键词:发展中世界的国家,人是未来人类的创新和技术的服装未来世界粮食低热量低胆固醇随着现代科技的飞速发展...... 新型建材,科学家希望未来的世界关键词:发展世界各国的未来人类的创新和技术的人们的穿着未来世界食品低热量低胆固醇随着现代科学技术的飞速发展......
果蔬汁加工技术的应用进展
摘要 :果蔬经过制汁后比原果更容易贮藏,含有丰富的营养成分,且在减少果蔬原料的损失的同时提高其附加值。本文综述了果蔬汁加工过程中破碎榨汁技术、过滤澄清技术、均质技术、浓缩技术和杀菌技术的应用进展。
关键词 :果蔬汁 加工技术 应用进展
近年来,随着人们生活水平的逐步提高,对日常饮品的“营养、安全、健康”更为关注和重视。果蔬汁在口感及营养方面都接近新鲜果蔬,并且和具有一定的保健价值,受到各年龄阶段人们的喜爱。不同果蔬汁的加工方法不同,但某些关键技术是相似的。本文主要介绍果蔬汁加工技术中破碎榨汁技术、膜分离技术、超高压技术、高压脉冲技术和酶技术的应用进展。
1. 破碎榨汁技术
根据果蔬不同的形状、特性及加工需要,选用合适的破碎设备,并结合相适宜的破碎工艺进行破碎。常用的破碎工艺可分为热破碎和冷破碎。通常情况下,为了生产得到组织形态好、具有一定粘稠度的果蔬汁,可以运用热破碎,通过抑制和破坏某些酶的活力,如果胶分解酶、脂肪氧化酶等,从而达到破碎效果。[1]果蔬汁榨汁过程中,果蔬中所含有的果胶、淀粉、纤维素等物质会影响果蔬的出汁率,导致果蔬出汁率降低。采用酶技术处理果蔬原料, 即可提高产品出汁率, 该技术不仅可提高产品的澄清度, 且能防止果汁产生沉淀。[2]
2. 膜分离技术
传统的澄清方法是对果蔬汁进行酶处理,如果胶酶等,再用明胶、单宁、膨润土、硅溶胶等澄清剂对其进行絮沉降处理,静置、取清液,最后用离心或过滤的方法进一步处理。[3]在传统加工工艺过程中,果蔬汁成品的营养物质和风味物质损失多、成本高、耗能大。膜分离技术在果蔬汁制品的生产加工过程中发挥重要作用,能够有效地克服这些缺陷。膜分离技术主要具备使果蔬汁脱苦、脱酸、澄清和浓缩的功能,并提高果蔬汁的稳定性。
果蔬汁的脱苦
柑橘类果汁由于含有柚皮苷、柠檬碱等苦味物质,对产品的风味和商业价值造成负面影响。1E. Hernandez等人[4]利用超滤和二已烯基聚苯乙烯树脂吸附的联合过程对葡萄抽汁进行脱苦的实验,表明柚皮苷和柠檬碱可被完全除去,果汁风味得到显著提高。
果蔬汁的脱酸
根据刘茉娥等人[5]介绍利用电渗析膜,表明电渗析膜可以脱除果汁中的有机酸,能够使果汁酸度降低,从而提高果汁的品质。
果蔬汁的澄清
果蔬汁中因含有一些胶体物质、单宁、蛋白质等物质,它们在加热和贮存过程中往往使果蔬汁变得混浊,有的甚至产生沉淀,缩短了产品的货架期。应用超滤法澄清番茄汁、苹果汁、菠萝汁、梨汁、柑橘汁等,可获得较好的经济效益和较高的产品质量。
果蔬汁的稳定性
超滤可提高果蔬汁的稳定性,如苹果汁在超滤前宾透光率为,经超滤后,透光率为,在户观上已达到清澈透明,并在常温下贮存四个月,其透光率几乎为一定值,稳定性良好。[6]
3.超高压技术
杀菌是果蔬汁制品生产中的关键技术之一。传统的热力杀菌虽然可以杀灭鲜榨果蔬汁中的微生物, 但果蔬汁中的营养成分仍会受到破坏, 产生热臭、风味劣变, 造成果蔬汁制品产品质量变差。[7]食品超高压技术(ultrahigh pressure processingUHP),又称为高静压技术(high hydrostatic pressure processing,HHP),是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其他液体作为传压介质的压力系统中,经100MPa以上压力处理,在常温甚至更低的温度下达到杀菌、灭酶和改善食品功能特性等作用口。由于超高压技术只作用于非共价键,能够保证共价键完好无损,因而可以降低鲜榨果蔬汁中的微生物数量, 并保持产品的营养、风味和安全品质, 具有重要的意义。[8]与加热杀菌相比,超高压技术有着无法比拟的优越性, 特别是超高压杀菌可以保持食品原有的色、香、味和营养成分。
超高压对果蔬汁色泽的影响
经研究发现,与传统的热杀菌相比,超高压技术处理果蔬汁能够较好的保持其色泽,对部分果蔬,如番茄等甚至有改善色泽的作用。其原因在于超高压对果蔬内源酶的钝化作用及高压的均质作用使果蔬组织细胞内的呈色物质溶出。
超高压对果蔬汁芳香成分的影响
超高压对果蔬汁的香气有不同方面的影响,不仅能够处理过程中会使香气反应前体物的浓度增加还能使香气物质降解降低或激活某些有关香气的酶的活性。因此超高压加工的果蔬汁的风味会呈现出不同的变化。
超高压对果蔬汁营养物质的影响
超高压对食品中营养成分的影响与各种营养成分的性质有关,由于超高压处理不能破坏共价键,因此认为超高压处理对于食品中小分子化合物一类的营养物质不会有直接的破坏作用,但可能会加速一些食品体系中的生化反应,使部分营养物质间接受到破坏。
超高压对果蔬汁中酶活性的影响
内源酶易引起果蔬最初的品质变化,,压力在酶的活性中心通过打破稳定分子内和酶蛋白的相互作用间的微妙平衡, 导致酶构象的变化而导酶失活。大量研究表明,超高压技术可钝化果蔬汁中的大部分酶。[9]
4. 高压脉冲技术
高压脉冲电场技术(pulsed electric field,PEF)作为非热加工工艺之一,因其作用时间短、均匀、效率高,且能够最大程度地保持食品新鲜度的优点而成为食品非热处理方式应用的热点之一。此外,在杀菌钝酶、活性物质提取、保持食品原汁原味等方面显示了很大的优势。
PEF技术在果蔬汁活性物质提取时的应用
由于细胞膜的渗透性功能,PEF技术作用于细胞时能够提高物质传质系数,将低能量PEF应用于不同的植物组织,PEF技术不仅提高果蔬汁提取率,且使果蔬汁中活性成分如酚类物质、VC的保留率更高。 PEF技术在果蔬汁钝酶方面的应用
经研究表明,PEF技术对果蔬汁酶活性的钝化有很好的作用效果,PEF技术不仅在钝化酶活性及延缓氧化、褐变等不良变化中发挥积极作用,同时对果蔬汁品质影响也较小。
PEF技术对果蔬汁品质的影响
研究PEF能温和且高效地处理物料,最大程度上保留原料的营养成分。经过PEF处理的果蔬汁,一般最好保存于低温下,如果酸度适宜,也可存于常温。[11]经PEF技术处理后的果蔬汁与热处理及酶处理等传统技术相比,果蔬汁品质更接近于原汁,符合人们对食品原汁、原味、天然营养的需求。
综上所述,随着科学技术的发展,虽然果蔬汁制品加工技术已达到一定的水平,但仍存在着一些问题。目前已有应用生物技术改善饮料加工原料、生产饮料添加剂和功能因子以及去除饮料不良性状的研究, 但生物技术要真正实现大规模地运用于果蔬汁饮料加工还有待进一步研究与完善。总之,果蔬汁饮料的各种加工技术需要相互贯通、相互融合、取长补短、集成发展,这是果蔬汁饮料加工技术的一个必然发展趋势。
参考文献:
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《热带果蔬保鲜新技术研究进展及发展前景》 作者:夏兵; 吉建邦; 王海灿; 康效宁; 何艾; 武嫱《聚乙烯果蔬保鲜膜的透气和透湿性能与温度变化的关系》 作者:李家政; 毕大鹏; 李杨《基于臭氧果蔬保鲜包装的试验与理论研究 》作者: 赵紫明《果蔬运输保鲜方法及果蔬保鲜车厢和果蔬保鲜车》作者:马献成 《ADVANCES IN STUDIES ON NATURAL PRESERVATIVES FOR FRUITS AND VEGETABLES》(研究进展天然果蔬保鲜剂)
果蔬加工已成为果蔬 种植 业规模化的重要环节。下面是我为大家整理的果蔬加工技术论文,希望你们喜欢。
野菜果蔬汁的生产加工技术
摘 要:主要介绍以新鲜蔬菜、水果、野菜等为主要原料制作浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的生产工艺流程及生产技术要点,并从感官指标检测及微生物指标检测等两个方面评价了野菜果蔬汁饮料的质量情况,为饮料生产商开发生产新型饮料提供参考。
关键词:野菜 果蔬汁 生产加工
根据中国营养学会提出的“平衡膳食”的理论,以水果、蔬菜、野菜等为主要原料,设计生产出一种复合果蔬汁饮品,富含胡萝卜素及维生素、果胶酶、蛋白质、脂肪、碳水化合物、微量矿物元素等有效成分,营养、时尚、健康、解渴。原料来自无公害蔬菜基地,选用红、黄、绿等多种颜色的果蔬原料加工而成,使该果蔬汁饮品具有诱人的色泽及浓郁的香气,深受消费者的喜爱。这里主要介绍野菜果蔬汁饮品的生产加工技术及其质量评价,为饮料生产商开发生产新型饮料提供参考。[1]
1 野菜果蔬汁的生产工艺流程
实验原材料
新鲜胡萝卜、番茄、柑橘、柠檬、苹果、马齿菜、蒲公英、苣荬菜、明叶菜、荠菜、苋菜、食叶番薯、花椰菜(绿、白)、车前草、莼菜、香麻叶、紫苏、白砂糖、香料及其他配料等。
实验仪器设备
果蔬清理机、果蔬分级机、果蔬清洗机、果蔬蒸煮机、破碎机、打浆机、榨汁机、均质机、离心分离机、浓缩锅、电炉、真空抽滤机、搅拌机、恒温水浴锅、灭菌锅、电热恒温烘箱、饮料灌装机、封口机、电光分析天平、真空脱气机、电冰箱等。
野菜果蔬汁的生产工艺
浓缩野菜果蔬汁的生产工艺
新鲜水果、蔬菜、野菜原料清理去杂→分级、去皮、拣果→清洗→汽蒸软化或开水烫煮→破碎、打浆→榨汁→离心分离→均质、浓缩→加糖调配→ 杀菌→灌装→封口→冷藏→成品。
其中离心分离出的果渣、菜渣排出→制作饲料。
野菜果蔬汁饮料的生产工艺
→调和→均质→脱气→杀菌→装罐→封口→冷却→真空度检查→贴标、包装→成品。[2]
野菜果蔬汁的生产技术要点
加工原料的准备
根据野菜果蔬汁的生产配方要求,将所需的所有原料进行彻底清理,去掉各种果皮、果核、泥沙杂质等,野菜及蔬菜去掉菜根、老叶、发黄叶、病虫叶等,然后将清理好的果蔬及野菜原料放入清水中彻底清洗干净并沥干水分备用。洗净后的胡萝卜、苹果、番茄等用刀切成厚的均匀薄片,柑橘分成均匀的小瓣,柠檬切成3mm厚的薄片,花椰菜(绿色和白色两种)切成2~3cm厚的均匀小块备用。各种野菜去掉泥沙、杂质洗净并沥干水分后用刀切成粗细均匀的小段备用。
野菜果蔬汁原料的汽蒸软化或开水烫煮
为方便破碎、打浆,将上述已经切好的胡萝卜、苹果、番茄、柠檬、花椰菜及柑橘等果蔬原料放在压力为~的蒸汽中气蒸5~8min使果蔬原料软化。将已经切好的马齿菜、蒲公英、苣荬菜、明叶菜、荠菜、苋菜、食叶番薯、车前草、莼菜、香麻叶、紫苏等野菜原料放在60~80℃的温开水中烫煮5~8s备用。
野菜果蔬汁原料的破碎、打浆及榨汁
将上述已经汽蒸、软化的果蔬原料放入破碎机中进行破碎处理,然后将破碎的果蔬原料放入打浆机中进行打浆处理。将经过温开水烫煮的野菜原料放入打浆机中进行打浆处理。然后将经过破碎、打浆处理的果蔬及野菜原料分别转入榨汁机中进行榨汁处理。
野菜果蔬汁的离心分离及均质、浓缩
将上一步中已经榨好的野菜果蔬汁放入离心机中进行离心分离,其中离心分离出的果渣、菜渣经离心机分离出来以后经适当的处理可以作为牲畜的饲料。而分离出的野菜果蔬汁引入均质机中进行均质处理,然后再将经均质处理的野菜果蔬汁引入真空浓缩锅中进行浓缩处理即得到浓缩野菜果蔬汁。
野菜果蔬汁加糖液调配及杀菌、灌装、封口、冷藏
按照野菜果蔬汁的生产配方要求,在电光分析天平上称取白砂糖并用80℃温开水溶解后,然后添加到上一步中已经得到的浓缩野菜果蔬汁中并进行充分的调配,调配好的浓缩野菜果蔬汁放入卧式灭菌锅中在95~110℃的超高温条件下瞬时灭菌10~15s,再冷却至30℃的室温条件下进行无菌灌装,其包装的容器有无菌利乐包、塑料瓶、玻璃瓶、塑料桶、易拉罐等多种形式。灌装后立即封口,并放入冰箱中在0℃左右的低温条件下冷藏。
野菜果蔬汁饮料的生产
根据野菜果蔬汁饮料的生产配方要求,取上一步中已经制作好的浓缩野菜果蔬汁原料适量,砂糖、香料及其他配料等放入调配桶中备用。再根据生产配方要求取适量的自来水经过滤及离子交换处理后得到软化水,将所得的软化水也加入到调配桶中,并进行充分的调配混匀,混匀后的野菜果蔬汁饮料加入到均质机中进行均质处理,均质后的野菜果蔬汁饮料转入真空脱气机中进行脱气处理,然后再将脱气后的野菜果蔬汁饮料放入卧式灭菌锅中,在95~110℃的超高温条件下瞬时灭菌10~15s,即得到所需的野菜果蔬汁饮料成品。
野菜果蔬汁饮料的灌装、封口、冷却、真空度检查及包装
将上一步中已经制作好并经过灭菌处理的野菜果蔬汁饮料选择合适的包装材料进行灌装,并对灌装好的野菜果蔬汁饮料立即进行封口处理,以防污染杂菌,降低野菜果蔬汁饮料成品的品质。封口后的野菜果蔬汁饮料冷却到30℃左右的室温条件下,然后进行野菜果蔬汁饮料真空度检查,剔除封口不严,密封性不好的野菜果蔬汁饮料成品,以防野菜果蔬汁饮料在贮藏、运输及销售过程中污染杂菌,降低成品品质。完成真空度检查的野菜果蔬汁饮料成品进行贴标、包装装箱处理后即得到所需的野菜果蔬汁饮料成品。
2 浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的质量评价
为了如实反映按照上述生产工艺流程及其生产配方所生产加工的浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的质量好坏,笔者严格按照上述生产工艺及相关的生产配方生产加工了一批浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料,并从感官指标和理化、微生物指标等两个方面对浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料产品进行了随机检测。感官指标主要是关注浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的口感风味、颜色、香气、组织状态、稳定性等几个方面的指标。经观察发现所制作的本批次浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料口感细腻醇厚,酸甜可口,色香味俱佳,风味突出,该饮料由红、黄、绿、白等各种颜色的原料均匀搭配而成,具有浓郁的水果、蔬菜及野菜的清香味,无絮状沉淀、分层等不良现象,组织状态好,稳定性强等,故其感官指标比较好。而理化、微生物指标主要检测浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的蛋白质、脂肪、碳水化合物、总酸度、固形物含量、大肠菌群、致病菌等。检测结果见表1。
从表1看出,本批次所生产加工的浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料样品的理化、微生物指标完全符合GB/T 5511-2008《谷物和豆类 氮含量测定和粗蛋白质含量计算 凯氏法》、GB/T 《淀粉总脂肪测定》、GB/T 《食品中蔗糖的测定》、GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》、GB/T 12143-2008《饮料通用分析 方法 》、GB 17325-2005《食品工业用浓缩果蔬汁(浆)卫生标准》、GB/T 《食品卫生微生物学检验 冷冻饮品、饮料检验》等标准要求,消费者可以放心饮用。
3 结语
这里主要介绍了以新鲜胡萝卜、番茄、柑橘、柠檬、苹果、马齿菜、蒲公英、苣荬菜等新鲜蔬菜、水果及野菜等为主要原料生产加工浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的工艺流程及生产技术要点,并从感官指标和理化、微生物指标等两个方面评价了浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的质量问题。从本次试验的检测结果来看,浓缩野菜果蔬汁及野菜果蔬汁饮料的生产工艺可行,产品的各项质量指标完全符合上述国家标准的规定,所生产加工的饮料产品色泽鲜艳,口感细腻醇厚,酸甜可口,营养丰富,不添加防腐剂、色素、香精等食品添加剂,是当前男女老少消费者皆宜的时尚饮品。该生产工艺简单可行,成本较低,对生产实践具有一定的指导意义,希望对饮料生产厂家有一定帮助。
参考文献
[1] 邵长富,赵晋府.软件饮料工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,.
[2] 陈海军.苹果、胡萝卜、红枣混合果蔬汁酸奶的生产加工技术研究[J]
安徽农业科学,2010,38(25):13827-13828,13836.
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这个链接你看是不是提纲式的浅谈云计算 摘要云计算是当前计算机领域的一个热点。它的出现宣告了低成本提供超级计算时代的到来。云计算将改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。此文阐述了云计算的简史、概念、特点、现状、保护、应用和发展前景,并对云计算的发展及前景进行了分析。关键词: 云计算特点, 云计算保护, 云计算应用.1云计算简史著名的美国计算机科学家、 图灵奖 (Turing Award) 得主麦卡锡 (John McCarthy,1927-) 在半个世纪前就曾思考过这个问题。 1961 年, 他在麻省理工学院 (MIT) 的百年纪念活动中做了一个演讲。 在那次演讲中, 他提出了象使用其它资源一样使用计算资源的想法,这就是时下 IT 界的时髦术语 “云计算” (Cloud Computing) 的核心想法。云计算中的这个 “云” 字虽然是后人所用的词汇, 但却颇有历史渊源。 早年的电信技术人员在画电话网络的示意图时, 一涉及到不必交待细节的部分, 就会画一团 “云” 来搪塞。 计算机网络的技术人员将这一偷懒的传统发扬光大, 就成为了云计算中的这个 “云” 字, 它泛指互联网上的某些 “云深不知处” 的部分, 是云计算中 “计算” 的实现场所。 而云计算中的这个 “计算” 也是泛指, 它几乎涵盖了计算机所能提供的一切资源。麦卡锡的这种想法在提出之初曾经风靡过一阵, 但真正的实现却是在互联网日益普及的上世纪末。 这其中一家具有先驱意义的公司是甲骨文 (Oracle) 前执行官贝尼奥夫 (Marc Benioff, 1964-) 创立的 Salesforce 公司。 1999 年, 这家公司开始将一种客户关系管理软件作为服务提供给用户, 很多用户在使用这项服务后提出了购买软件的意向, 该公司却死活不干, 坚持只作为服务提供, 这是云计算的一种典型模式, 叫做 “软件即服务” (Software as a Service, 简称 SaaS)。 这种模式的另一个例子, 是我们熟悉的网络电子邮箱 (因此读者哪怕是第一次听到 “云计算” 这个术语, 也不必有陌生感, 因为您多半已是它的老客户了)。 除了 “软件即服务” 外, 云计算还有其它几种典型模式, 比如向用户提供开发平台的 “平台即服务” (Platform as a Service, 简称 PaaS), 其典型例子是谷歌公司 (Google) 的应用程序引擎 (Google App Engine), 它能让用户创建自己的网络程序。 还有一种模式更彻底, 干脆向用户提供虚拟硬件, 叫做 “基础设施即服务” (Infrastructure as a Service, 简称 IaaS), 其典型例子是亚马逊公司 (Amazon) 的弹性计算云 (Amazon Elastic Compute Cloud, 简称 EC2), 它向用户提供虚拟主机, 用户具有管理员权限, 爱干啥就干啥, 跟使用自家机器一样。1.2云计算的概念狭义云计算是指计算机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的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。广义云计算是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的服务。这种服务可以是计算机和软件、互联网相关的,也可以是其他的服务。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。云计算的特点和优势(一)超大规模性。“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。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(二)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。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,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现用户需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。[2](三)高可靠性。“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可靠。(四)通用性。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”可以同时支撑不同的应用运行。(五)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。(六)价格合适。由于“云”的特殊容错措施可以采用具有经济性的节点来构成“云”,“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。云计算作为一种技术,与其它一些依赖互联网的技术——比如网格计算 (Grid Computing)——有一定的相似之处,但不可混为一谈。拿网格计算来说, 科学爱好者比较熟悉的例子是 SETI@Home,那是一个利用互联网上计算机的冗余计算能力搜索地外文明的计算项目,目前约有来自两百多个国家和地区的两百多万台计算机参与。它在 2009 年底的运算能力相当于当时全世界最快的超级计算机运算能力的三分之一。有些读者可能还知道另外一个例子:ZetaGrid,那是一个研究黎曼 ζ 函数零点分布的计算项目, 曾有过一万多台计算机参与 (但现在已经终止了,原因可参阅拙作 超越 ZetaGrid)。从这两个著名例子中我们可以看到网格计算的特点,那就是计算性质单一,但运算量巨大 (甚至永无尽头,比如 ZetaGrid)。而云计算的特点恰好相反,是计算性质五花八门,但运算量不大[注三],这是它们的本质区别,也是云计算能够面向大众成为服务的根本原因。云计算能够流行,它到底有什么优点呢? 我们举个例子来说明,设想你要开一家网络公司。按传统方法,你得有一大笔启动资金, 因为你要购买计算机和软件,你要租用机房,你还要雇专人来管理和维护计算机。 当你的公司运作起来时,业务总难免会时好时坏,为了在业务好的时候也能正常运转, 你的人力和硬件都要有一定的超前配置, 这也要花钱。 更要命的是, 无论硬件还是软件厂商都会频繁推出新版本, 你若不想被技术前沿抛弃, 就得花钱费力不断更新 (当然, 也别怪人家, 你的公司运作起来后没准也得这么赚别人的钱)。如果用云计算, 情况就不一样了: 计算机和软件都可以用云计算, 业务好的时候多用一点, 业务坏的时候少用一点, 费用就跟结算煤气费一样按实际用量来算, 无需任何超前配置[注四]。 一台虚拟服务器只需鼠标轻点几下就能到位, 不象实体机器, 从下定单, 到进货, 再到调试, 忙得四脚朝天不说, 起码得好几天的时间。虚拟服务器一旦不需要了, 鼠标一点就可以让它从你眼前 (以及账单里)消失。至于软硬件的升级换代,服务器的维护管理等,那都是云计算服务商的事,跟你没半毛钱的关系。更重要的是,开公司总是有风险的, 如果你试了一两个月后发现行不通,在关门大吉的时候,假如你用的是云计算,那你只需支付实际使用过的资源。假如你走的是传统路子,买了硬件、软件,雇了专人,那很多投资可就打水漂了。浅谈云计算的一个核心理念大规模消息通信:云计算的一个核心理念就是资源和软件功能都是以服务的形式进行发布的,不同服务之间经常需要通过消息通信进行协助。由于同步消息通信的低效率,我们只考虑异步通信。如Java Message Service是J2EE平台上的一个消息通信标准,J2EE应用程序可以通过JMS来创建,发送,接收,阅读消息。异步消息通信已经成为面向服务架构中组件解耦合及业务集成的重要技术。大规模分布式存储:分布式存储的目标是利用多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求。分布式存储要求存储资源能够被抽象表示和统一管理,并且能够保证数据读写操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。下面是几个典型的分布式文件系统:◆Frangipani是一个可伸缩性很好的高兴能分布式文件系统,采用两层的服务体系架构:底层是一个分布式存储服务,该服务能够自动管理可伸缩,高可用的虚拟磁盘;上层运行着Frangipani分布式文件系统。◆JetFile是一个基于P2P的主播技术,支持在Internet这样的异构环境中分享文件的分布式文件系统。◆Ceph是一个高性能并且可靠地分布式文件系统,它通过把数据和对数据的管理在最大程度上分开来获取极佳的I/O性能。◆Google File System(GFS)是Google公司设计的可伸缩的分布式文件系统。GFS能够很好的支持大规模海量数据处理应用程序。在云计算环境中,数据的存储和操作都是以服务的形式提供的;数据的类型多种多样;必须满足数据操作对性能,可靠性,安全性和简单性的要求。在云计算环境下的大规模分布式存储方向,BigTable是Google公司设计的用来存储海量结构化数据的分布式存储系统;Dynamo是Amazon公司设计的一种基于键值对的分布式存储系统,它能提供非常高的可用性;Amazon公司的Simple Storage Service(S3)是一个支持大规模存储多媒体这样的二进制文件的云计算存储服务;Amazon公司的SimpleDB是建立在S3和Amazon EC2之上的用来存储结构化数据的云计算服务。许可证管理与计费:目前比较成熟的云环境计费模型是Amazon公司提供的Elastic Compute Cloud(EC2)和Simple Storage Service(S3)的按量计费模型,用户按占用的虚拟机单元,IP地址,带宽和存储空间付费。云计算的现状云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。Amazon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。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似,存储服务器、带宽按容量收费,CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间:不到两年时间,Amazon上的注册开发人员达44万人,还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示,Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上,这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用,用户数据会保存在互联网上的某个位置,可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前,Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝:GFS、MapReduce和BigTable,并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR,以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月, IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。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。纽约一家名为Animoto的创业企业已证明云计算的强大能力(此案例引自和讯网维维编译《纽约时报》2008年5月25日报道)。Animoto允许用户上传图片和音乐,自动生成基于网络的视频演讲稿,并且能够与好友分享。该网站目前向注册用户提供免费服务。2008年年初,网站每天用户数约为5000人。4月中旬,由于Facebook用户开始使用Animoto服务,该网站在三天内的用户数大幅上升至75万人。Animoto联合创始人Stevie Clifton表示,为了满足用户需求的上升,该公司需要将服务器能力提高100倍,但是该网站既没有资金,也没有能力建立规模如此巨大的计算能力。因此,该网站与云计算服务公司RightScale合作,设计能够在亚马逊的网云中使用的应用程序。通过这一举措,该网站大大提高了计算能力,而费用只有每服务器每小时10美分。这样的方式也加强创业企业的灵活性。当需求下降时,Animoto只需减少所使用的服务器数量就可以降低服务器支出。在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心;2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台;2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币;世纪互联推出了CloudEx产品线,包括完整的互联网主机服务"CloudEx Computing Service", 基于在线存储虚拟化的"CloudEx Storage Service",供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务;中国移动研究院做云计算的探索起步较早,已经完成了云计算中心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。我国企业创造的“云安全”概念,在国际云计算领域独树一帜。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,推送到服务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。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。云安全的发展像一阵风,瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士、卡卡上网安全助手等都推出了云安全解决方案。瑞星基于云安全策略开发的2009新品,每天拦截数百万次木马攻击,其中1月8日更是达到了765万余次。势科技云安全已经在全球建立了5大数据中心,几万部在线服务器。据悉,云安全可以支持平均每天55亿条点击查询,每天收集分析亿个样本,资料库第一次命中率就可以达到99%。借助云安全,趋势科技现在每天阻断的病毒感染最高达1000万次。值得一提的是,云安全的核心思想,与刘鹏早在2003年就提出的反垃圾邮件网格非常接近[1][2]。刘鹏当时认为,垃圾邮件泛滥而无法用技术手段很好地自动过滤,是因为所依赖的人工智能方法不是成熟技术。垃圾邮件的最大的特征是:它会将相同的内容发送给数以百万计的接收者。为此,可以建立一个分布式统计和学习平台,以大规模用户的协同计算来过滤垃圾邮件:首先,用户安装客户端,为收到的每一封邮件计算出一个唯一的“指纹”,通过比对“指纹”可以统计相似邮件的副本数,当副本数达到一定数量,就可以判定邮件是垃圾邮件;其次,由于互联网上多台计算机比一台计算机掌握的信息更多,因而可以采用分布式贝叶斯学习算法,在成百上千的客户端机器上实现协同学习过程,收集、分析并共享最新的信息。反垃圾邮件网格体现了真正的网格思想,每个加入系统的用户既是服务的对象,也是完成分布式统计功能的一个信息节点,随着系统规模的不断扩大,系统过滤垃圾邮件的准确性也会随之提高。用大规模统计方法来过滤垃圾邮件的做法比用人工智能的方法更成熟,不容易出现误判假阳性的情况,实用性很强。反垃圾邮件网格就是利用分布互联网里的千百万台主机的协同工作,来构建一道拦截垃圾邮件的“天网”。反垃圾邮件网格思想提出后,被IEEE Cluster 2003国际会议选为杰出网格项目在香港作了现场演示,在2004年网格计算国际研讨会上作了专题报告和现场演示,引起较为广泛的关注,受到了中国最大邮件服务提供商网易公司创办人丁磊等的重视。既然垃圾邮件可以如此处理,病毒、木马等亦然,这与云安全的思想就相去不远了。2008年11月25日,中国电子学会专门成立了云计算专家委员会,聘任中国工程院院士李德毅为主任委员,聘任IBM大中华区首席技术总裁叶天正、中国电子科技集团公司第十五研究所所长刘爱民、中国工程院院士张尧学、Google全球副总裁/中国区总裁李开复、中国工程院院士倪光南、中国移动通信研究院院长黄晓庆六位专家为副主任委员,聘任国内外30多位知名专家学者为专家委员会委员。2009年5月22日,中国电子学会将于在北京中国大饭店隆重举办首届中国云计算大会。
苹果和谷歌定义了新的网络时代。这两家公司一度是盟友,而目前则逐渐成为对手。在经历换帅之后,苹果和谷歌不太可能发生剧烈的改变。相反的,这两家公司将继续坚持以往的运营方式。苹果COO蒂姆·库克(Tim Cook)已经熟悉了在乔布斯离开的情况下执掌苹果,而施密特的接替者将是谷歌联合创始人之一的拉里·佩奇(Larry Page)。当企业运营情况良好时,不改变是最好的做法。然而,在当前激烈的竞争环境下,尤其是在移动互联网领域,苹果和谷歌将受到以Facebook为代表的互联网新贵的威胁。面临Facebook挑战外界猜测,导致施密特离职的一大原因是谷歌在与Facebook竞争的过程中表现不力。尽管采取了一系列措施,但谷歌仍未能在社交网络领域有太大发展,而社交网络已经改变了人们工作和休闲的习惯。如果谷歌在社交网络领域仍不能有起色,那么在其他一些关键领域,例如地理位置服务、推荐引擎和在线支付等方面,可能将面临劣势。谷歌新管理层面临的关键挑战之一在于,谷歌需要打造一个端到端的平台,容纳整个的网络价值链,并将这一平台向所有开发者和设备开放。这已经不再是远景目标,而应当尽快实现,因为Facebook也有类似的计划。近几个月,Facebook正通过开放应用程序接口将应用转型为完整的开发者平台,并增加地理位置和支付功能。本周有报道称,Facebook已经收购了一家移动广告引擎Rel8tion,这将触动谷歌的核心利益。与谷歌旗下AdMob和苹果旗下iAd相比,Rel8tion显得微不足道,不过该公司代表了移动互联网的最新发展,尤其是对“超级本地化”广告的支持。这类广告能够极为精准地瞄准受众。根据科技博客All Things Digital的报道,Rel8tion正在开发一款平台,将用户的地理位置数据与最相关的广告进行同步。该平台有可能与Facebook Places地理位置服务整合。该公司联合创始人皮特·威尔森(Peter Wilson)在这方面拥有优势,因为他将得到Facebook的建议,同时还曾供职于谷歌和微软。通过收购Rel8tion,Facebook希望利用其庞大的用户基础和品牌知名度获益,并拿出一款全功能的网络平台。这给谷歌的新任CEO敲响了警钟。尽管谷歌官方表示,佩奇出任CEO是为了“简化管理层结构,加速决策过程”,但大部分人认为,谷歌是希望加速在移动互联网和多屏幕服务环境方面的发展。Android系统毫无疑问非常成功,但在很大程度上仍然采用了“传统的”移动互联网模式,即依赖下载和传统的手机数据服务。而当前的移动互联网正在向浏览器/云计算模式发展,一些新类型的设备和内容正在出现。谷歌的新战略在新的管理层结构中,佩奇将领导产品开发和技术策略。谷歌另一名联合创始人谢尔盖·布林(Sergey Brin)将“全力关注战略项目,尤其是与新产品相关的工作”。施密特未来将担任谷歌的执行董事长,“专注于交易、合作、客户、业务关系、政府事务以及技术思想等外部工作”。施密特还将担任佩奇和布林的顾问。施密特表示,他未来的一项重要工作是与政府部门的沟通,因为谷歌目前在欧洲和美国均面临反垄断审查的压力。施密特在谷歌第四季度财报电话会议上表示:“人们并不理解我们做什么,不做什么。”谷歌第四季度净利润同比增长29%,至亿美元,营收同比增长26%,至亿美元。移动互联网是谷歌该季度业绩提升的重要动力。施密特此前在《哈佛商业评论》上撰文,描述了他未来新的角色,并给出了谷歌今后一年的战略。施密特表示,谷歌今年的战略将“全部关于移动互联网”。这包括3个主要领域。首先,谷歌将利用4G网络的发展。4G网络的发展“将在手机平台上带来创新应用,大部分为娱乐和社交应用”。其次,谷歌将开发新的应用,尤其是与移动支付系统相关的应用,这将增强谷歌在整条价值链中的影响力。第三,谷歌将在全球相对贫穷的地区推广廉价智能手机,使数十亿人能够使用移动互联网服务。不过Facebook也在行动。Facebook已经瞄准了那些不使用智能手机,但通过手机上网的用户。例如,INQ推出了“Facebook手机”,这款手机针对Facebook的社交应用进行了深度优化。上周,Facebook宣布针对功能型手机推出一款应用,该应用适用于Java平台。这些举措将有助于提升Facebook在新兴市场的形象。谷歌一直致力于在中国等市场通过Android平台推广广告服务和应用,不过Facebook却采取了实质性的行动。例如,上月Facebook CEO马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)会晤了中国移动董事长王建宙,讨论合作的可能性。而谷歌目前在中国市场面临百度的强力竞争。Chrome OS系统谷歌的一个新武器将是Chrome OS操作系统。该系统将专注移动网络行为,包括浏览器、云存储和内容流等。外界此前对于谷歌将如何定位两款操作系统感到疑惑,但谷歌本周的一则公告显示,这两款操作系统都将是谷歌端到端平台的一部分。这则公告主要关于Android设备对远程打印的支持,其中提到用户需要首先在PC上安装Chrome浏览器。不过一名来自谷歌的消息人士表示,谷歌未来将把Chrome浏览器逐渐转移到Chrome OS操作系统,向上网本用户提供更好的体验。这只是一个小例子,而谷歌这一举措也仅局限于美国市场。不过这一例子表明,谷歌正试图在移动和网络应用中创造一个多层的环境。在这样的环境下,谷歌通过Chrome OS上网本控制并整合云计算服务,并通过Android手机实现真正的移动活动。谷歌希望以此对抗Windows和其他竞争对手,而在Android系统中推出远程打印等功能则将吸引用户使用Chrome OS系统。在这一战略的第一步中,谷歌已经违背了允许用户自由选择网络平台的原则,坚持要求用户使用自己的浏览器和电子邮件客户端,而不支持IE、火狐和其他竞争对手产品。这一远程打印功能帮助用户将文档从Android手机或iPhone发送至远程打印机。谷歌云打印团队主管泰勒·奥丁(Tyler Odean)表示,此前,如果用户在上班途中发现需要打印一个重要的电子邮件附件,那么只有在进入办公室之后才能做到。但使用手机版Gmail和谷歌云打印服务,那么在途中就可以实现打印。使用该服务,用户首先需要将打印机连接至谷歌云打印服务,这要求打印机采用Chrome OS系统,或是下载Windows版Chrome浏览器,随后启用谷歌打印云连接工具。打印在Gmail内部实现,支持Word文档,以及pdf等其他多种文件格式。这只是谷歌迈出的一小步,但其中的策略值得关注。谷歌正涉足价值链的关键一环。谷歌可能会发现,Facebook在这方面已经先行一步。“云计算”概念诞生到现在已经超过五年,从某种角度看,几乎谷歌(微博)的所有产品都可以被认为是典型的云计算产品。然而其面向企业用户的云服务虽然推出四年有余,但并未获得太多关注。除了不温不火的App Engine和并无太多独到性且姗姗来迟的Google Drive,我们想知道,谷歌云计算到底在哪里?“云计算”概念诞生到现在已经超过五年,从某种角度看,几乎谷歌的所有产品都可以被认为是典型的云计算产品。然而其面向企业用户的云服务虽然推出四年有余,但并未获得太多关注。除了不温不火的App Engine和并无太多独到性且姗姗来迟的Google Drive,我们想知道,谷歌云计算到底在哪里?我们不需赘言云计算已经多大程度上成为事实上的IT界最热概念,但回首其五年多的发展史,有两家企业决不能被忽视:谷歌和亚马逊。通过成功推出一些列AWS服务,亚马逊已经成为全球范围内实际意义上的公有云计算主导者,并已经成功实现了近20亿美元的营收。而对谷歌而言,互联网搜索是其核心业务,因此其云计算的主打服务则是直接提供纯粹基于互联网的服务,包括电子邮件、在线日历、聊天和各种谷歌应用软件套件等。而针对企业市场,2008年,谷歌推出了Google App Engine这一全栈、受控的、可自动调整的网络应用平台,并在2009年发布了以企业级Google App为核心的商业版云计算产品,同时开始进行广泛推广。然而此时云计算已经成为IT业界争相依附的领先概念,除了Salesforce、Rackspace等成功转型的云计算企业,微软、IBM等IT巨头也纷纷推出了自家的云计算产品,并且提供了全面解决方案。而作为这一概念的提出者,谷歌反而因App Engine的局限性落在了后面。直到今年4月,谷歌正式推出可与Google Docs深度整合的云存储服务Google Drive,进军云端存储市场,并填补了Chrome OS走向成熟的一块重要短板。一个字头的诞生2006年8月9日,谷歌首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会首次提出“云计算”(Cloud Computing)的概念。这算是五年多来云计算最正统的诞生记,然而我们知道,云计算作为一种新兴计算技术和服务理念,有着极其深厚的技术背景,而谷歌作为这一概念的首创者,也有着很大的必然性。谷歌曾经是网格计算的最大实践者之一。网格计算的核心架构是依托专网或互联网,将部分处于不同地域的、自愿参加的计算机组织起来,统一调度,利用闲散的计算资源,组成一台虚拟的“超级计算机”,形成超级计算能力。事实上在谷歌初创期间由于低端主机难以满足其搜索服务器的高性能和稳定性要求,于是只有在已有基础上提高可靠性,机器获得更高的性能,一定程度上说,这就是云计算的雏形。早在2006年之前,随着各方面投入的加大和研发的不断加深,谷歌就已经拥有了成熟完整的云计算技术架构——硬件网络方面应用了自己设计的机架架构、服务器刀片、数据中心、全球网络连接,软件系统方面开发完善了操作系统、文件系统GFS、并行计算架构MapReduce、并行计算数据库BigTable以及开发工具等云计算系统关键部件。至此,谷歌提出“云计算”是一个水到渠成的过程。与其说“云计算”是谷歌包装出来用于引导产业技术发展趋势的概念,不如说是谷歌对自身发展经验和技术积累的系统性总结。我们可以从两方面看谷歌推出基于互联网基因而不是基于IT设备商(“先行者”亚马逊的模式)的云计算思路:一方面,谷歌以其集群独步天下,掌握了建立以廉价PC为节点的超大规模集群的构造技术,这是其真正的竞争力。集群并没有一个中央处理器,在地理位置上是遍及全美各地谷歌的数据中心,每个节点都是这个系统的一部分,一台廉价的PC机,在安装了集群软件后,立即融入到这个系统之中。另一方面,Google的绝大多数收入来自于广告,其它产品和服务的收入十分有限。甚至从技术优势上看其最精髓PageRank算法也是容易模仿复制的,当下比较著名的搜索引擎技术提供商都有自己的核心算法。但是,相比以在线购物平台为主营业务、只在一年中某些日子迎来超高流量的亚马逊,谷歌的搜索需求几乎一直维持在相当高的水平,对其服务器的压力极大,这种情况下“出租”自家数据中心做托管业务便不划算也不现实。而且,谷歌拥有Gmail,Gtalk,Chrome,Google Docs,Picasa,Google Earth以及YouTube等一些列极具人气的应用服务,这些服务有些是谷歌依靠自身资源在单独运营,有些则要考虑到开发者为其完善服务做出的贡献。同时,由于其在线服务虽然针对个人用户近乎全部免费,但是企业级用户调用Google Earth、部署Gmail和Google Docs等都需要谷歌提供的相关服务甚至个性化定制服务。当更多的用户依赖于更加方便和实用的网络服务,谷歌甚至能将微软甩在身后打造独一无二的网络王朝——这是谷歌一直以来的梦想,如今我们越来越看到这个伟大梦想的雏形——从这个角度看,谷歌提出基于互联网概念的云计算不过是水到渠成和业务发展需求。谷歌的云布局从云计算角度而言,几乎Google的所有产品都可以被认为是典型的云计算产品。因为Google本身就是世界上最大的云,在全球有30多个数据中心,服务器的总数超过100万台,而且在运营效率和自动化管理程度这两个非常重要的云指标上也是独领风骚的,并且这些产品大都以Web的形式发布。此外Google的云技术的client端的核心就是Chrome浏览器,所有相关的技术都嵌入到了浏览器中,甚至操作系统的内核也算嵌到了浏览器中,成为云浏览器。具体到产品方面,Google在SaaS、PaaS、IaaS和云客户端这四个方面都有布局。在SaaS层,Google的云服务主要可分为两大部分:其一是主要面向个人用户的普通SaaS服务,其二是面对公司和机构的企业级SaaS服务。具体来看,包括其核心的网页搜索和图片搜索、视频搜索和学术搜索等搜索服务、Google Map、Google Earth和Google Sky等地理信息服务、视频服务 YouTube、云存储服务Google Drive,照片共享Picasa、办公协作工具 Gmail、Google 日历和Google Docs等,这些都属于网络基因浓厚的SaaS服务。而在PaaS层,Google App Engine 提供一整套开发组件让用户轻松地在本地构建和调试网络应用,之后能让用户在Google强大的基础设施上部署和运行网络应用程序,并自动根据应用所承受的负载对应用进行扩展,免去用户对应用和服务器等的维护工作。同时提供大量的免费额度和灵活的资费标准。此外在IaaS层谷歌也推出类似Amazon S3的名为Google Storage的云存储服务。当然,越来越多的迹象显示,“云+端”的模式将成为主流。所以,即便谷歌现在的利润主要来源于搜索这样的基于Web的SaaS服务,但是近两年来,Google投入了大量的人力和物力在云客户端方面,并推出了Android、Chrome和Chrome OS这三个产品。虽然谷歌可以说是云计算的最大实践者,但是,谷歌的云计算平台是私有的环境,特别是谷歌的云计算基础设施还没有开放出来。谷歌公开了其内部集群计算环境的一部分技术,使得全球的技术开发人员能够根据这一部分文档构建开源的大规模数据处理云计算基础设施,其中最有名的项目即 Apache旗下的Hadoop项目。而下面的两个云计算的实现则为外部的开发人员以及中小公司提供了云计算的平台环境,使得开发者能够在云计算的基础设施之上构建自己的新型网络应用。其中IBM的蓝云计算平台是可供销售的计算平台,用户可以基于这些软硬件产品自己构建云计算平台。亚马逊的弹性计算云则是托管式的云计算平台,用户可以通过远端的操作界面直接使用。但是具体到自身方面,除了开放有限的应用程序接口如Google Web Toolkit以及Google Map API等,Google并没有将云计算的内部基础设施共享给外部的用户使用,上述的所有基础设施都是私有的。Web旗舰Chrome OS即便Android已经成功占据了移动终端市场很大份额,谷歌依然期待着Chrome OS的真正爆发——那将是Web为王的时代,也是谷歌的时代。在谷歌2006年开始陆续提出的云计算构想中,人们的客户端只要接入网络并且安装一个浏览器,就可以得到它所需要的应用程序和数据,因为所有的应用程序存在于云中。个人和企业用户不再需要操作系统,不再需要自建数据中心,无须去购买大量的服务器、存储和网络设备,甚至不需要IT运维人员。Chrome OS让人们看到了谷歌的云愿景正在一步步走向现实——谷歌正在慢慢尝试着利用Chrome OS取代我们如今使用的传统操作系统,进而改变喜欢使用在线服务和网络资源。今年四月,Google 推出了 Chrome OS 的最新版本。从这次更新可看出 Google 的研发人员对操作系统的界面进行了重新设计(上一次的界面更新是 2010 年底)。令人“惊恐”的是,Chrome OS的新版本界面和传统操作系统已经越来越趋同——新添加的部件是硬件加速窗口管理器(Aura),是Chrome 的下一代用户界面框架。在此之前,Chrome OS 一次只为用户提供一个浏览器窗口。如果你想要运行新应用,那意味着,首先你得打开一个新标签,然后再寻找你想要运行的应用。现在,Chrome OS内置一个类似 Launchpad的应用启动器,以及一个类似Windows 的任务栏。不过应用还是得在浏览器标签内启动,而不能成为独立窗口。施密特曾称,Chrome OS操作系统是用于上网本的Web平台,预计将利用可靠的网络和无盘机器。虽然微软Windows和苹果Mac机器主要依靠在本地硬件上安装的软件,但是,谷歌指望Chrome OS操作系统推动在Chrome浏览器中的Web应用。用“谷歌式语言”来解释Chrome OS:它通过网络实现你的全部需求,颠覆了人们对应用程序的认知。因为现在生活中每个人早已和网络紧密相连,失去网络的电脑和手机是毫无意义的。与iOS,Android以及Windows Phone等主流平台相比,Chrome OS是完全不同的,它体现了谷歌用网络替代桌面的思维,基于浏览器Web OS的形态使得其所有的应用和服务在前端都以基于HTML5的Web APP体现。首先,这意味着开发难度大大降低,因为HTML/JavaScript/CSS的门槛相比C/C++以及JAVA低得多;另一方面,Web APP的应用形式意味着机型适配以及升级成本近乎为零,开发者可以通过一次开发延伸到所有设备。与Chrome OS同时发布的Chrome Web Store经过在Chrome浏览器上两年的积累,已经逐渐成熟为一个可靠的应用分发平台。而基于谷歌搜索引擎的庞大流量,则使得应用服务的推广效率大增。此外,相较于生硬的本地应用,搜索、地图等谷歌服务将以内嵌插件的方式进入Chrome OS,形式上更加平滑,即使在开源的情况下也可防止被轻易替换。当然现在Web APP的体验,目前还无法与本地应用相提并论,但是HTML5作为未来应用新载体的趋势已经逐渐成为共识,W3C等世界组织的推动将帮助WebAPI逐步进化,更好地调动手机的软硬件资源,以提升用户体验。此外,几乎与Chrome OS更新同时面世的还有谷歌的云存储产品Google Drive。此前Chrome OS一直看起来像头怪兽,一个裸奔于Linux上的完全的基于网页的操作系统,长期被指责纯粹是为了创新而创新。但有了Drive,Google就能真正实现这个平台了。谷歌Google Drive产品经理斯科特·约翰逊表示:“我们将有效地将Google Drive服务整合进Chrome系统的本地文件系统之中。如果用户选择使用,那么Chrome系统的所有核心功能都将把Google Drive作为存储位置。”Drive和Chrome OS的整合会使得这个操作系统看起来更像笔记本计算机代替品。如果整合的好,Google Drive 可以像目前本地硬盘那样显示你所有的照片、视频、文档、及所有其他东西。如果Google能说服网页开发者将应用整合到Google Drive我们就能看见有网页可以从Drive里面提取用户数据来编辑视频、音频,绘图等等。仔细想想,这不正是谷歌最初描绘的云计算美妙愿景?“云不云”重要么?从现在来看,谷歌在云计算领域走的是一条独具特色的道路:以IaaS层面的Google Storage和PaaS层面的App Engine为平台支撑,以Google Docs云办公、Gmail和一系列搜索云应用、Google Drive云存储等为“拳头”,加上整合的Android端平台和面向未来的云操作系统Chrome OS——处处彰显着谷歌独特而浓厚的互联网基因。迥异于其他IT巨头,从目前市场领先的亚马逊来看,其靠“出租IT资源”的云计算经营模式的云计算策略有其先天劣势,这更像是封建社会拥有大量土地的地主由于能够实现对现有资源的合理利用,这种模式在早期的优势明显,但很容易被更先进的模式打败。当然,哪怕仅在IaaS领域深耕,亚马逊依然获益巨大。而微软的云计算平台Windows Azure从整个云计算目前的市场需求和研究框架看,涵盖了公有云和私有云、囊括了SaaS、PaaS和IaaS三大领域的微软,推出包括存储、计算、媒体服务等多种应用,已经具备了一线领跑能力。而在Windows 8和Windows Phone 8成功整合了PC、平板和智能手机后,其“云+端”的大战略布局将真正显现出威力。此外IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台。为客户带来即买即用的IBM云计算平台,它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池,使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。另一方面,或许因为自己是“云计算”这一概念的提出者,谷歌反而对之没有盲目崇拜,而是按部就班但并不缓慢的走在通往未来的网络之路上——谷歌甚至都不在乎自己的路是否还是云计算、是哪种云计算,因为云计算至今为止也没有标准定义,更没有形成实质意义上的行业标准。作为一种更先进的计算模式、经济模式和生产关系转型模式,谁将代表更先进的云计算模式,当下实难定论。在谷歌之外,关于云计算的竞争已经白热化,且越来越像不同的方向发展。政府牵头参与、互联网巨头力挺,一个个“云概念”横空出世,更不用说数以千计的大大小小软件公司、IT设备商甚至电信运营商提出的各种各样的“云计算”了。从企业和开发者应用层级说,目前在云计算领先的巨头分别是亚马逊、微软和IBM。至此我们便清楚为什么在亚马逊、微软、IBM与SalesForce等公司在云计算领域“大展身手”乃至贴身肉搏的时候,我们却会感到“云计算鼻祖”谷歌的缺席了——志不在此,自然不需血拼。在云计算产业发展初期、各种标准和应用尚在探索阶段之时,我们似乎没有必要去问谷歌的云计算在哪里了——按照谷歌的说法,“Internet将永生,我们将无处不在。”
首先介绍下云计算,的发展历史,他的前身,现在的应用,然后在介绍现在计算机的应用,在应用之中的不足,然后,着重阐述云计算的优势,我这里有一份关于这方面的对比及心得,发给你,希望能帮到你。 云计算简史著名的美国计算机科学家、 图灵奖 (Turing Award) 得主麦卡锡 (John McCarthy,1927-) 在半个世纪前就曾思考过这个问题。 1961 年, 他在麻省理工学院 (MIT) 的百年纪念活动中做了一个演讲。 在那次演讲中, 他提出了象使用其它资源一样使用计算资源的想法,这就是时下 IT 界的时髦术语 “云计算” (Cloud Computing) 的核心想法。云计算中的这个 “云” 字虽然是后人所用的词汇, 但却颇有历史渊源。 早年的电信技术人员在画电话网络的示意图时, 一涉及到不必交待细节的部分, 就会画一团 “云” 来搪塞。 计算机网络的技术人员将这一偷懒的传统发扬光大, 就成为了云计算中的这个 “云” 字, 它泛指互联网上的某些 “云深不知处” 的部分, 是云计算中 “计算” 的实现场所。 而云计算中的这个 “计算” 也是泛指, 它几乎涵盖了计算机所能提供的一切资源。麦卡锡的这种想法在提出之初曾经风靡过一阵, 但真正的实现却是在互联网日益普及的上世纪末。 这其中一家具有先驱意义的公司是甲骨文 (Oracle) 前执行官贝尼奥夫 (Marc Benioff, 1964-) 创立的 Salesforce 公司。 1999 年, 这家公司开始将一种客户关系管理软件作为服务提供给用户, 很多用户在使用这项服务后提出了购买软件的意向, 该公司却死活不干, 坚持只作为服务提供, 这是云计算的一种典型模式, 叫做 “软件即服务” (Software as a Service, 简称 SaaS)。 这种模式的另一个例子, 是我们熟悉的网络电子邮箱 (因此读者哪怕是第一次听到 “云计算” 这个术语, 也不必有陌生感, 因为您多半已是它的老客户了)。 除了 “软件即服务” 外, 云计算还有其它几种典型模式, 比如向用户提供开发平台的 “平台即服务” (Platform as a Service, 简称 PaaS), 其典型例子是谷歌公司 (Google) 的应用程序引擎 (Google App Engine), 它能让用户创建自己的网络程序。 还有一种模式更彻底, 干脆向用户提供虚拟硬件, 叫做 “基础设施即服务” (Infrastructure as a Service, 简称 IaaS), 其典型例子是亚马逊公司 (Amazon) 的弹性计算云 (Amazon Elastic Compute Cloud, 简称 EC2), 它向用户提供虚拟主机, 用户具有管理员权限, 爱干啥就干啥, 跟使用自家机器一样。1.2云计算的概念狭义云计算是指计算机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的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。广义云计算是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的服务。这种服务可以是计算机和软件、互联网相关的,也可以是其他的服务。云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。云计算的特点和优势(一)超大规模性。“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。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。(二)虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。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,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过网络服务来实现用户需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。[2](三)高可靠性。“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可靠。(四)通用性。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”可以同时支撑不同的应用运行。(五)高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。(六)价格合适。由于“云”的特殊容错措施可以采用具有经济性的节点来构成“云”,“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。云计算作为一种技术,与其它一些依赖互联网的技术——比如网格计算 (Grid Computing)——有一定的相似之处,但不可混为一谈。拿网格计算来说, 科学爱好者比较熟悉的例子是 SETI@Home,那是一个利用互联网上计算机的冗余计算能力搜索地外文明的计算项目,目前约有来自两百多个国家和地区的两百多万台计算机参与。它在 2009 年底的运算能力相当于当时全世界最快的超级计算机运算能力的三分之一。有些读者可能还知道另外一个例子:ZetaGrid,那是一个研究黎曼 ζ 函数零点分布的计算项目, 曾有过一万多台计算机参与 (但现在已经终止了,原因可参阅拙作 超越 ZetaGrid)。从这两个著名例子中我们可以看到网格计算的特点,那就是计算性质单一,但运算量巨大 (甚至永无尽头,比如 ZetaGrid)。而云计算的特点恰好相反,是计算性质五花八门,但运算量不大[注三],这是它们的本质区别,也是云计算能够面向大众成为服务的根本原因。云计算能够流行,它到底有什么优点呢? 我们举个例子来说明,设想你要开一家网络公司。按传统方法,你得有一大笔启动资金, 因为你要购买计算机和软件,你要租用机房,你还要雇专人来管理和维护计算机。 当你的公司运作起来时,业务总难免会时好时坏,为了在业务好的时候也能正常运转, 你的人力和硬件都要有一定的超前配置, 这也要花钱。 更要命的是, 无论硬件还是软件厂商都会频繁推出新版本, 你若不想被技术前沿抛弃, 就得花钱费力不断更新 (当然, 也别怪人家, 你的公司运作起来后没准也得这么赚别人的钱)。如果用云计算, 情况就不一样了: 计算机和软件都可以用云计算, 业务好的时候多用一点, 业务坏的时候少用一点, 费用就跟结算煤气费一样按实际用量来算, 无需任何超前配置[注四]。 一台虚拟服务器只需鼠标轻点几下就能到位, 不象实体机器, 从下定单, 到进货, 再到调试, 忙得四脚朝天不说, 起码得好几天的时间。虚拟服务器一旦不需要了, 鼠标一点就可以让它从你眼前 (以及账单里)消失。至于软硬件的升级换代,服务器的维护管理等,那都是云计算服务商的事,跟你没半毛钱的关系。更重要的是,开公司总是有风险的, 如果你试了一两个月后发现行不通,在关门大吉的时候,假如你用的是云计算,那你只需支付实际使用过的资源。假如你走的是传统路子,买了硬件、软件,雇了专人,那很多投资可就打水漂了。浅谈云计算的一个核心理念大规模消息通信:云计算的一个核心理念就是资源和软件功能都是以服务的形式进行发布的,不同服务之间经常需要通过消息通信进行协助。由于同步消息通信的低效率,我们只考虑异步通信。如Java Message Service是J2EE平台上的一个消息通信标准,J2EE应用程序可以通过JMS来创建,发送,接收,阅读消息。异步消息通信已经成为面向服务架构中组件解耦合及业务集成的重要技术。大规模分布式存储:分布式存储的目标是利用多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求。分布式存储要求存储资源能够被抽象表示和统一管理,并且能够保证数据读写操作的安全性,可靠性,性能等各方面要求。下面是几个典型的分布式文件系统:◆Frangipani是一个可伸缩性很好的高兴能分布式文件系统,采用两层的服务体系架构:底层是一个分布式存储服务,该服务能够自动管理可伸缩,高可用的虚拟磁盘;上层运行着Frangipani分布式文件系统。◆JetFile是一个基于P2P的主播技术,支持在Internet这样的异构环境中分享文件的分布式文件系统。◆Ceph是一个高性能并且可靠地分布式文件系统,它通过把数据和对数据的管理在最大程度上分开来获取极佳的I/O性能。◆Google File System(GFS)是Google公司设计的可伸缩的分布式文件系统。GFS能够很好的支持大规模海量数据处理应用程序。在云计算环境中,数据的存储和操作都是以服务的形式提供的;数据的类型多种多样;必须满足数据操作对性能,可靠性,安全性和简单性的要求。在云计算环境下的大规模分布式存储方向,BigTable是Google公司设计的用来存储海量结构化数据的分布式存储系统;Dynamo是Amazon公司设计的一种基于键值对的分布式存储系统,它能提供非常高的可用性;Amazon公司的Simple Storage Service(S3)是一个支持大规模存储多媒体这样的二进制文件的云计算存储服务;Amazon公司的SimpleDB是建立在S3和Amazon EC2之上的用来存储结构化数据的云计算服务。许可证管理与计费:目前比较成熟的云环境计费模型是Amazon公司提供的Elastic Compute Cloud(EC2)和Simple Storage Service(S3)的按量计费模型,用户按占用的虚拟机单元,IP地址,带宽和存储空间付费。云计算的现状云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。Amazon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。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与电话月租费类似,存储服务器、带宽按容量收费,CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间:不到两年时间,Amazon上的注册开发人员达44万人,还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示,Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。Google当数最大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上,这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用,用户数据会保存在互联网上的某个位置,可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前,Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝:GFS、MapReduce和BigTable,并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR,以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月, IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。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。纽约一家名为Animoto的创业企业已证明云计算的强大能力(此案例引自和讯网维维编译《纽约时报》2008年5月25日报道)。Animoto允许用户上传图片和音乐,自动生成基于网络的视频演讲稿,并且能够与好友分享。该网站目前向注册用户提供免费服务。2008年年初,网站每天用户数约为5000人。4月中旬,由于Facebook用户开始使用Animoto服务,该网站在三天内的用户数大幅上升至75万人。Animoto联合创始人Stevie Clifton表示,为了满足用户需求的上升,该公司需要将服务器能力提高100倍,但是该网站既没有资金,也没有能力建立规模如此巨大的计算能力。因此,该网站与云计算服务公司RightScale合作,设计能够在亚马逊的网云中使用的应用程序。通过这一举措,该网站大大提高了计算能力,而费用只有每服务器每小时10美分。这样的方式也加强创业企业的灵活性。当需求下降时,Animoto只需减少所使用的服务器数量就可以降低服务器支出。在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心;2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台;2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币;世纪互联推出了CloudEx产品线,包括完整的互联网主机服务"CloudEx Computing Service", 基于在线存储虚拟化的"CloudEx Storage Service",供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务;中国移动研究院做云计算的探索起步较早,已经完成了云计算中心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。我国企业创造的“云安全”概念,在国际云计算领域独树一帜。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,推送到服务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。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。云安全的发展像一阵风,瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士、卡卡上网安全助手等都推出了云安全解决方案。瑞星基于云安全策略开发的2009新品,每天拦截数百万次木马攻击,其中1月8日更是达到了765万余次。势科技云安全已经在全球建立了5大数据中心,几万部在线服务器。据悉,云安全可以支持平均每天55亿条点击查询,每天收集分析亿个样本,资料库第一次命中率就可以达到99%。借助云安全,趋势科技现在每天阻断的病毒感染最高达1000万次。值得一提的是,云安全的核心思想,与刘鹏早在2003年就提出的反垃圾邮件网格非常接近[1][2]。刘鹏当时认为,垃圾邮件泛滥而无法用技术手段很好地自动过滤,是因为所依赖的人工智能方法不是成熟技术。垃圾邮件的最大的特征是:它会将相同的内容发送给数以百万计的接收者。为此,可以建立一个分布式统计和学习平台,以大规模用户的协同计算来过滤垃圾邮件:首先,用户安装客户端,为收到的每一封邮件计算出一个唯一的“指纹”,通过比对“指纹”可以统计相似邮件的副本数,当副本数达到一定数量,就可以判定邮件是垃圾邮件;其次,由于互联网上多台计算机比一台计算机掌握的信息更多,因而可以采用分布式贝叶斯学习算法,在成百上千的客户端机器上实现协同学习过程,收集、分析并共享最新的信息。反垃圾邮件网格体现了真正的网格思想,每个加入系统的用户既是服务的对象,也是完成分布式统计功能的一个信息节点,随着系统规模的不断扩大,系统过滤垃圾邮件的准确性也会随之提高。用大规模统计方法来过滤垃圾邮件的做法比用人工智能的方法更成熟,不容易出现误判假阳性的情况,实用性很强。反垃圾邮件网格就是利用分布互联网里的千百万台主机的协同工作,来构建一道拦截垃圾邮件的“天网”。反垃圾邮件网格思想提出后,被IEEE Cluster 2003国际会议选为杰出网格项目在香港作了现场演示,在2004年网格计算国际研讨会上作了专题报告和现场演示,引起较为广泛的关注,受到了中国最大邮件服务提供商网易公司创办人丁磊等的重视。既然垃圾邮件可以如此处理,病毒、木马等亦然,这与云安全的思想就相去不远了。 2008年11月25日,中国电子学会专门成立了云计算专家委员会,聘任中国工程院院士李德毅为主任委员,聘任IBM大中华区首席技术总裁叶天正、中国电子科技集团公司第十五研究所所长刘爱民、中国工程院院士张尧学、Google全球副总裁/中国区总裁李开复、中国工程院院士倪光南、中国移动通信研究院院长黄晓庆六位专家为副主任委员,聘任国内外30多位知名专家学者为专家委员会委员。2009年5月22日,中国电子学会将于在北京中国大饭店隆重举办首届中国云计算大会。
浅谈网络存储技术在校园网络中的应用论文
1网络存储技术
概述
网络存储基于标准的网络协议实现数据传输,从而使网络中的其他设备可以对数据进行读取、备份等操作。网络存储技术包括:直连式存储(CDAS)、网络依附式存储CNAS)和存储区域网络(CSAN)。在校园网络中,我们主要应用安全性能更好、稳定性更高的存储区域网络。
存储区域网络
存储区域网络即Storage Area Network,它采用光纤通道作为媒介,整个存储系统和服务器相互独立。对存储系统的升级、维护等操作不会影响服务器的正常运行。这样,安全性、可扩展性得到了有效的保障,而光纤通道的运用则大大提高了数据传输效率。
在存储区域网络中,网络设备和数据均采用中心化管理,可随时调配存储空间用于网络服务并通过“独立磁盘冗余阵列”技术,保障数据的安全性。
光纤通道
光纤通道是一种分层的高速通信协议,它包括物理层,编码解码层,帧中继/流量控制层,通用服务层和上层协议层五层,并支持1-10 Gbp、的数据速率,可以保障存储区域网的数据信息高效传输。
独立磁盘冗余阵列(CRAID)
RAID技术可以把多块独立的磁盘按不同的方式组合成一个逻辑硬盘,这样就可以提高存储设备的存储性能和冗余性。经过不断发展RAID已经有了0到6七种RADI级别。其中RAID 0为无冗余无校验磁盘阵列,读写最快但安全性不高;RAID 1为镜像磁盘阵列,1对1镜像备份,是最为安全的'。
在校园网络存储中,通常采用最为高效的RAID 5 0RAID 5兼顾了存储性能、数据安全和存储成本,具有和RAID 0相近的读写速度。RAID 5由多个数据对应一个奇偶校验信息,可允许一个物理磁盘出现故障,相比RAID1,大大提高了磁盘利用率。
2构建校园网络存储
必要性
高校通常会集中运维大量的应用系统:邮件系统,数据库服务器,OA服务器、网络教学平台、网络试题平台等。通过构建网络存储,可提高存储利用率、降低硬件成本、简化管理维护工作,并可实现数据集中备份。
组建存储区域网络
部署一台具有4个8Gbp、光纤通道接口的终端存储系统,并配置16块6006 lOK转高速磁盘,以及16块转大容量磁盘。
为终端存储系统配置支持热插拔的双存储控制器。这样,就可在不中断业务的情况下扩展磁盘容量,或对磁盘进行更换。两个控制器之间相互热备,无缝对接。当一个控制器出现故障时,另一个控制器可以接管故障控制器的业务。故障修复后,可自动切回原有业务。
部署配备万兆模块的数据交换机,将此交换机联入应用服务系统的网络,并通过存储服务器上的光纤通道接口将交换机和存储系统相连。通过配置使所需存储的应用服务系统与存储系统形成通路。
相关服务端使用网络存储的方法
在存储控制器上为需要连接存储的应用服务创建相应的逻辑单元号(CLUN),同时为该逻辑单元号划分合理的存储空间。在应用服务端通过启动器寻址找到目标器,关联相应的逻辑单元号并建立连接。通过查找新硬件可发现网络磁盘,格式化后即可将其当作本地磁盘使用。
3结论
物联网、云存储、大数据等一系列先进技术,都离不开数据。数据无疑是未来校园网络的核心。而网络存储技术则支撑着数据安全、稳定的存储或传输。运用好网路存储技术,不但为现有的网络信息资源,教学、科研平台等提供了稳定、安全的服务,更为学校将来在信息技术方向的研究与发展储备了必要的技术支持。
人无远虑必有近忧,这主要是因为日本的地理位置实在是不优越,他们是在为未来考虑,为了以防万一为以后储备资源。毕竟日本是在海洋里的一个小岛,他们的能源实在是少的可怜,这也是来源于他们的危机意识吧。
对于日本的地理位置想必大家都是知道的,作为一个岛国,他们没有大量的土地也没有陆地上丰富的资源,而且还要经受海啸地震的折磨。于是他们想出了很多扩充领土的办法,比如填海。有说法日本往海底填煤是为了扩充领土,我觉得还是不靠谱的,已经是资源缺乏了还用煤炭来填海这不是暴殄天物吗?当然如果是使用完的煤渣的话用来填海扩充领土也是有一定可能的吧。
其实最大的可能还是为了储备资源吧。现在有能力当然要为以后考虑,为了以后万一有了战争自己也能有战备资源。自己国家资源缺乏就去别的国家买来,但也不浪费就好好的存起来,不得不说日本这种远见和危机意识还是值得学习的。无论是对于一个人还是对于一个国家来说不管未来怎样发展,未雨绸缪总不是坏事。
其实不管日本往海底填煤到底是为了什么,他们对于资源的有效利用和对未来的危机意识都是值得我们学习的,无论什么时候都要有这样的意识。即使获得了成功也不要洋洋得意,永远都要有自知之明才好。如果停滞不前,成功也只是一时的,总有一天会被别人超赶甚至是淘汰。日思想落后。现在都在研发利用新资源,他们却还在纠结煤炭储备。不要迷信他们,其实岛国思想很闭塞。二战时他们吃了资源匮乏的亏。千方百计,避免同样的事情发生。其实是为防止别国封锁海岸线而准备的。本往海里填煤炭是在进行资源储备,担心以后的什么时候出现资源短缺。
如果你去过日本,你会发现日本许多沿海地区都有浮标。这个地区的水下是日本人用混凝土箱密封的煤。他们为什么把煤沉到水里?他们疯了吗?当然,并不是所有人都知道日本是一个地震频发、资源严重匮乏的岛国。这种客观的自然状态在日本产生了强烈的焦虑感。日本港口每天进出大量船只,其中大部分是来自山西和东北地区的优质煤炭。
但令人惊讶的是,他们没有进口我们的煤。取而代之的是,他们用巨大的混凝土盒子将煤炭密封起来,并储存在海里。据统计,他们这些年储存的煤炭相当于一个中型煤田。这不是最令人震惊的。日本几乎没有煤田。他们买了煤,慢慢地储存起来,这是可以理解的。但是,我们都知道,日本的森林覆盖率是世界上最高的中国的几倍。此外,与煤不同,木材没有用完。它可以再生、切割和再植。几年后,它又变成了木头。
但日本人不这么认为。他们严禁伐木。很多木材是从中国进口的。北海道札幌港的许多船只来自大连,装载着来自中国东北的原木。站在札幌的制高点上,我们可以看到无边无际的原始森林,甚至在卸货的港口岸边。那些比原木还粗的树仍然完好无损地矗立着。一辆木材车经过一排排茂密的树木,被运到他们的城市。
日本人之所以这样做,是因为他们担心,如果有一天资源短缺,储存的能源将成为他们的救命稻草。日本人这种强烈的忧患意识,确实值得我们一些国民深思。日本填煤炭主要是防止海平面上升,所以才会用那么多的煤炭。我们都知道日本的人工岛有很多,其中就有日本神户市区3公里外的海域,10米深的海底就被人们填没,露出的就是平方的人工岛。这座人工岛28个3万吨级深水泊位,形成2万人口的居住区。这座人工岛主要靠的就是自动电车穿梭在吊桥上,连接市区是岛上居住的人们更好的去市区。据了解神户市的填海方式使用的是土石,之前为了能够更好地填造这座人工岛,移走西郊高仓山8000万立方米土石。日本除了选择用土石填海,还坚持使用垃圾和浚港淤泥来填海造陆。其实日本完全不需要用煤炭填海,我们都知道煤不再是战略能源。现在战略能源都是指石油跟天然气还有稀土等等一些新能源,煤作为能源已经是之前的事情了。随着现在可再生能源反复利用的提高,煤的能源一直都在下降。从日本的能源结构就可以看出来,煤炭完全是占日本一的百分之18。日本大量的使用煤主要是用来发电跟炼钢,原来在能源中的比例是百分之18随着后来地震弃核电,比例也有一点点的上升,提升最多的就是石油跟天然气。如果将煤炭埋在海里是非常困难的一件事情,不仅要防渗漏还要防污染。日本是一个资源相对于匮乏的国家,从第二次世界大战中可以看出来日本想征服世界的野心很大。
我孤陋寡闻没听说过日本把煤储存在海底的说法,我只听说日本把一些进口来的稀有金属储存起来,一、这些稀有金属属于战略物资,能够供应的卖家很少,说不定那一天就断货;二、这些东西又非常重要,很多东西都离不开它们;三、量小、作用大,这些东西体积小,容易储存,体积太大没地方放。如果把煤炭用水泥封住,那是不明智的做法。水泥价格要明显高于煤炭价格,而且开采出来的煤炭又是松散的碎块,想要做成成型的块状,要用很多的水泥,我相信没有人会这么傻。而且煤炭在国际市场很容易买到,中国已经是煤炭净进口国。澳大利亚、加拿大、印度都是煤炭出口大国,这些国家不管在什么时候都不会与日本为敌。
日本往海里填煤炭是在进行资源储备,担心以后的什么时候出现资源短缺。
如果你去过日本,你会发现日本许多沿海地区都有浮标。这个地区的水下是日本人用混凝土箱密封的煤。他们为什么把煤沉到水里?他们疯了吗?当然,并不是所有人都知道日本是一个地震频发、资源严重匮乏的岛国。这种客观的自然状态在日本产生了强烈的焦虑感。日本港口每天进出大量船只,其中大部分是来自山西和东北地区的优质煤炭。
但令人惊讶的是,他们没有进口我们的煤。取而代之的是,他们用巨大的混凝土盒子将煤炭密封起来,并储存在海里。据统计,他们这些年储存的煤炭相当于一个中型煤田。这不是最令人震惊的。日本几乎没有煤田。他们买了煤,慢慢地储存起来,这是可以理解的。但是,我们都知道,日本的森林覆盖率是世界上最高的中国的几倍。此外,与煤不同,木材没有用完。它可以再生、切割和再植。几年后,它又变成了木头。
但日本人不这么认为。他们严禁伐木。很多木材是从中国进口的。北海道札幌港的许多船只来自大连,装载着来自中国东北的原木。站在札幌的制高点上,我们可以看到无边无际的原始森林,甚至在卸货的港口岸边。那些比原木还粗的树仍然完好无损地矗立着。一辆木材车经过一排排茂密的树木,被运到他们的城市。
日本人之所以这样做,是因为他们担心,如果有一天资源短缺,储存的能源将成为他们的救命稻草。日本人这种强烈的忧患意识,确实值得我们一些国民深思。
二、三十年来日本大量不断的向中国采购煤炭,回去以后在日本的下关下船,然后统统用水泥把他封起来,封成一个个石方,然后沉在内部的内海的海底。
研究课题光功能材料(夜光粉)的组成 性质 发展现状 一、"夜光粉"发光的启示(组成) 为了弄清夜光粉的化学成分及组成,我们首先想到了荧火虫的发光,荧火虫的发光原理主要有以下一系列过程。 成光蛋白质+成光酵素含氧成光蛋白质(发出绿光) 含氧成光蛋白质+H2O成光蛋白质 这就是荧火虫为何能持续发光,并且光亮一闪一闪的原因,值得注意的是,荧火虫所发出的绿光是一种"冷光",其结果转化率竟达97%。 其次,我们又注意了发光塑料的发光,发光塑料主要是在普通塑料中掺进一些放射性物质,如14C、35Sr、90Sr及Na、Th和发光材料ZnS、CaS这些硫化物在放射光线的照射下,被激发而射出可见光(冷光)。 荧光粉的化学成份由模糊的硅酸盐、钨酸盐,单一的元素Ba、Sr最后深化到标准的化学式,其化学组成为: 类别: Y2O3 CeMgL11O19 BaMgAl10O17 BaMgA10O17化学式:Eu Tb Eu (Eu、Mn)颜色: 白 白 白 白密 度: ± ± ± ±粉 色: 红粉 绿 粉 蓝 粉 双峰蓝粉 上转化荧光粉,即红外线激发荧光粉的成分为: 化学组成:YErYbF3 外 观:白色无机粉末 晶粒尺寸:30nm 激发波长:980nm 发光颜色:绿光 特 性:透光率较高,有较高的耐溶剂、耐酸碱性能 二,夜光粉的分类(性质) 夜光粉,通常分为光致储能夜光粉和带有放射性的夜光粉两类。光致储能夜光粉是荧光粉在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后,把光能储存起来,在停止光照射后,在缓慢地以荧光的方式释放出来,所以在夜间或者黑暗处,仍能看到发光,持续时间长达几小时至十几小时。带有放射性的夜光粉,是在荧光粉中掺入放射性物质,利用放射性物质不断发出的射线激发荧光粉发光,这类夜光粉发光时间很长,但有毒有害和环境污染等应用范围小。◇相关连接:目前国内外夜光材料主要是以ZnS,SrS和CaS制成的,发出绿光和黄光。SrS,CaS材料易潮解,给广泛应用带来困难。所以市场上主要是以ZnS为基质的夜光材料。但它的余辉时间只有1~3小时,同时在强光(如太阳光)、紫外光和潮湿空气中容易变质发黑,所以在许多领域中应用受到限制。添加钻、铜共激活的ZnS夜光粉虽然有很长的余辉时间,但它有红外淬灭现象,在电灯光(包含较多的红光)照射下,余辉很快熄灭。 三,夜光粉的用途 人们在实际生活中利用夜光粉长时间发光的特性,制成弱照明光源,在军事部门有特殊的用处,把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志,门的把手等处,也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品(如电源开关、插座、钓鱼钩等)。这些发光部件经光照射后,夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光,使人们可辨别周围方向,为工作和生活带来方便。把夜光材料超细粒子掺入纺织品中,使颜色更鲜艳,小孩子穿上有夜光的纺织品,可减少交通事故。 ◇塑料、橡胶、皮革行业:发光开关、按键、把手、玩具、工艺品、礼品、鞋帽饰件、服装饰品、雨衣、安全头盔、文具、劳保用品等,及具有装饰功用的各种饰条,压条,止滑条,防撞条等劳保用品。 ◇陶瓷、搪瓷、玻璃行业:制成品广泛应用于工业、水文、交通、物业、景区等地的防火、安全警示、城镇、乡村公益事业、装饰、建材、交通信号、路标、过道指示、工艺品等。 ◇油漆、涂料行业:制成品可应用于交通路面标试、建筑物内、外墙装饰、应急标志、装修、装饰、工艺品等。 ◇工艺品行业:发光工艺画、发光水晶球、发光玻璃制品、发光水晶砂、发光彩陶、发光陶瓷、发光琥珀、 发光仿玉制品、发光内书工艺品等。 ◇特种印刷行业:各类发光油墨、印花浆、发泡浆、陶瓷贴花纸、玻璃贴花纸等。 四,应对荧光粉危害的几种方法 有部分夜光粉是具有毒的,可并非无可阻挡,以下便是应对荧光粉危害的几种方法: 由于荧光粉在充入日光灯管过程中,含有较多量的Hg,因此其危害的主要来源就是其散发的Hg蒸气,权威资料显示: 汞蒸气达至3毫克时,会使人在2至3月内慢性中毒;达至毫克量,会诱发急性汞中毒,如若其量达到20毫克,会直接导致动物死亡。 汞一旦进入人体内,可很快弥散,并积累到肾、胸等组织和器官中,慢性汞中毒会导致精神失常,植物神经紊乱,急性症状常头痛、乏力、发热、口腔及消化道齿龈红肿酸痛,靡烂出血,牙齿松动等,部分皮肤红色斑、丘疹,少数肾损害,个别肾疼、胸痛,呼吸困难,紫绀等急性间质性肺炎。 汞如若保管和处置不当,还会对生态环境造成巨大危害,它以各种形态进入环境中,直接污染土壤、空气和水源,再通过食物链进入人体,危害着人们的健康生活,因此绝对不能将日光灯管碎片随处丢弃。 如果室内日光灯管碎裂了,可用碘1克/立方米加酒精后薰蒸或直接用1克/立方米碘分散于地面置8-12小时,这样挥发或升华的碘与空气中的汞生成难挥发的碘化汞(Hg+I2=HgI2)。用以降低汞蒸气的浓度,还可用5%-10%的三氯化铁或10%的漂白粉冲洗被污染的地面。
光热微驱动器具有原理新颖、结构简单、选材广泛、操控简便、输出力大、可非接触控制、易于微小化和集成化等优点,是一种具有广泛发展和应用前景的新型微驱动器。 本文首先介绍了MOEMS技术和微驱动器的发展历史及现状。随后介绍了与微驱动器加工密切相关的微纳米加工技术的发展现状。回顾了LIGA加工技术的发展历史,详细描述了LIGA技术的典型工艺流程、各种应用及优点。介绍了北京同步辐射装置LIGA工作站的相关情况以及LIGA加工过程中涉及到的一些工艺与参数的选择。 开展了对光热膨胀机制的理论及仿真研究。分析了光热膨胀的微观机制,建立了微膨胀臂热学模型。用有限元分析软件ANSYS对所建模型进行了仿真研究,分析了导热系数、激光功率、光斑照射位置等因素对微膨胀臂温度场及形变量的影响。 在对微膨胀臂光热膨胀机制理论及仿真研究的基础上,设计了多种光热微驱动机构。重点对开关型和V型光热微驱动器的驱动机制开展了理论及仿真研究,并利用纯镍与黑镍等金属材料及LIGA技术加工制备了开关型、V型光热微驱动器及其他一些光热微驱动机构。 建立了光热微驱动机构的驱动控制及显微观测系统。根据需要设计了整个实验系统,包括激光光源的选择、驱动控制光路的构建、显微成像光路及CCD成像模块的设计。编制和优化了用于光热微驱动测量与分析的软件系统。 开展了光热微驱动机构的一系列实验研究。重点对开关型光热微驱动器和V型光热微驱动器进行了实验研究,包括不同激光光斑照射位置、不同激光功率对微驱动器驱动量的影响,不同激光频率下微驱动器的驱动量及响应速度。同时还开展了一些光热微驱动器的探索性应用研究。 最后,本文对课题的研究内容和研究成果作了总结,阐述了研究的特色和创新之处,同时也指出了工作中的不足和有待完善的地方,并对今后的工作给出了方向性的建议。文1:太阳能光热发电技术现状及其关键设备存在问题分析 2 1光热发电技术原理 2 2国内太阳能光热发电产业发展概况 2 3太阳能光热发电产业发展趋势 3 全球太阳能光热发电产业前景展望 3 光热发电技术发展趋势 4 国内太阳能光热发电产业前景展望 4 结束语 5 文2:河南上市公司存在问题分析 5 一、河南上市公司存在着结构性缺陷问题 6 二、存在公司运作不规范现象 6 三、上市公司后备资源不足 7 四、数量少,上市公司资本证券化率比较低 7 五、观念滞后,利用证券市场的意识不强 8 六、促进河南上市公司可持续发展的思路与建议 8 1转变思想,加快省内经济发展 8 3进一步完善公司治理结构,加强对高管人员的监管 9 4着力拓宽融资渠道,加快企业上市步伐 10 参考文摘引言: 10 原创性声明(模板) 11正文太阳能光热发电技术现状及其关键设备存在问题分析(电力系统及自动化论文资料)文1:太阳能光热发电技术现状及其关键设备存在问题分析引言太阳能光热发电是一种优良的利用太阳能发电的方式,但是其严重受制于天气状况。为保证太阳能光热发电厂能够持续不间断地发电,需要储存多余的太阳能。因此储能技术是太阳能光热发电中关键的一环。现在太阳能光热发电厂中所使用的储能材料有3种:显热储能材料、潜热储能材料及化学储能材料。储能材料需要具备良好的导热性、可操作性、可逆性及较高的导热系数与储能密度。本文主要研究此3种储能材料的研究进展,为太阳能光热发电的储能技术提供参考。
对新能源和可再生能源的研究和开发,寻求提高能源利用率的先进方法,已成为全球共同关注的首要问题。对中国这样一个能源生产和消费大国来说,既有节能减排的需求,也有能源增长以支撑经济发展的需要,这就需要大力发展储能产业。分析报告显示,日益增长的能源消费,特别是煤炭、石油等化石燃料的大量使用对环境和全球气候所带来的影响使得人类可持续发展的目标面临严峻威胁。据预测,如按现有开采不可再生能源的技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速率来推算,煤、天然气和石油的可使用有效年限分别为100-120年、30-50年和18-30年。显然,21世纪所面临的最大难题及困境可能不是战争及食品,而是能源。2016年1月19日,世界能源署表示,由于新太阳能电池技术和其他科技进步促进价格下跌,未来15年,电池储能成本将下滑70%。储能本身不是新兴的技术,但从产业角度来说却是刚刚出现,正处在起步阶段。到目前为止,中国没有达到类似美国、日本将储能当作一个独立产业加以看待并出台专门扶持政策的程度,尤其在缺乏为储能付费机制的前提下,储能产业的商业化模式尚未成形。
我大学毕业论文就是做的光敏性高分子材料的研究个人感觉还是很尖端的科学,20年之内不会有工业化生产的迹象