资源简介

(共19张PPT)
第四单元第一课
——感受无处不在的云计算
探索数字时代的隐形翅膀
互联网改变生活，云计算推动互联网发展，人们的学习、生活、娱乐已拓展到云端。
教学目标
信息意识
理解云计算的基本概念及其在生活中的广泛应用。
识别云计算的核心技术与资源优化价值。
计算思维
掌握云计算的分类及其服务模式差异。
通过实例分析云计算的高效算力。
信息社会责任
探讨云计算在节能减排中的社会价值。
关注我国超算自主创新成果。
导入：云计算的力量
校园科技节上，云计算的话题引起了同学们的广泛热议。为此，校学生会决定举办一场名为“互联网的未来”的科普讲座，请同学们加入团队制作该主题报告。报告分为两部分，本课将制作第一部分——云计算。
核心问题
云计算如何支撑"双十一"每秒百万订单？
观看视频，从视频中搜寻答案
探索
我们先要搞清楚什么是云计算。
还有，人们为什么使用云计算，云计算有哪些优势。
做一做：
云计算在生活中的应用有很多，如同学们使用过的在线云编辑器、搜索擎、电子邮箱、在线音乐与电影等。请体验感兴趣的云平台，和同学们分享体验感受并记录。
什么是云计算？
“云”(Cloud)是一种比喻的说法。
定义
云计算是网络上的计算，把计算工作交给远离自己的云平台来完成，甚至包括超级计算这样的任务。
目的是高效调度资源。
核心技术一：分布式计算
任务拆分到多机协同，如班级大扫除分工。
核心技术二：虚拟化
资源抽象与动态分配，实现资源的灵活调度。
云计算源自超大规模分布式计算。顾名思义，超大规模计算就是计算的规模特别大。这里的“大”有两层含义：一是参与计算的计算机数量多，二是计算的复杂程度高。分布式计算又是什么呢
议一议：
生活中有很多体现分布式思想的工作。例如，班级大扫除时，有人扫地。有人倒垃圾，也有人擦黑板，在大家共同配合下，完成教室的清洁工作。你能举例说明身边的分布式计算吗
与小组成员交流后，将小组讨论结果写在教材P111页的框中。
分布式计算详解
分布式计算是分布在不同物理地点的计算机相互协作，共同完成一个计算任务。
拆分任务
将大型计算任务分解为多个小任务。
分配任务
将小任务分配至不同计算机处理。
汇总结果
收集各计算机处理结果并整合。
案例：班级大扫除分工 → 多机协作完成复杂任务。
优势：节省时间、提升效率。
云计算中还应用了什么核心技术？
云计算技术还离不开虚拟化。
虚拟化是将实体资源予以抽象，打破地域限制或者实体不可切割等障碍，以解决资源利用效率低下的问题。
云计算中的虚拟化可以分为很多种类型。
如服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等。
云计算是基于虚拟化的。
但虚拟化的应用不仅仅是在云计算领域。
不管是硬件管理还是软件运行，都能看到虚拟化的影子。
虚拟化技术解析
在计算机科学领域中，虚拟化代表着对各种资源（如服务器、存储、网络等）进行抽象。
以服务器虚拟化为例，简单地说，可以分为两种应用模式。
一机多能
单台服务器虚拟为多台独立服务器，如"分身"服务不同用户。
多机一能
多台服务器虚拟为一台超级服务器，集合多台计算机的能力。
应用领域
服务器、存储、网络虚拟化，动态分配资源，提高资源利用率。
云计算的过人之处
全社会数据总量爆发式增长
数据存储、数据安全和数据分析已经成为普遍存在且亟待解决的问题。
云计算中的数据存储服务
成本更低、更安全、更可靠、更快速，并为数据挖掘和机器学习提供了丰富的数据样本。
云计算在存储之外的突破？
云计算提供的高速运算
为阿尔法围棋的胜利和逼真动画电影特效提供支持。
写一写
除大大提升计算和存储性能外，云计算还有哪些优势 请举例说明，并填写在教材P114下表中。
特征
具体举例
稳定性
面对“双十一”庞大的交易量，云计算提供的服务可以顺利处理超高并发（同时访问）问题，保证系统的平稳运转
云计算VS超级计算机
算力
算力是一切计算的基础，而算力的极致体现就是超级计算机，简称超算。
超级计算机的应用
例如我国在2011年发射“天宫一号”空间站之前，就曾经利用我国自主研发的“神威·太湖之光”超级计算机进行了大规模并行模拟，为“天宫一号”飞行试验提供重要的数据支持。
超级计算机庞大的计算能力可用于解决专业的工程问题。
云计算与超级计算机的比较
一般家用计算机的CPU有2~8颗内核，而超级计算机通常都有成千上万的物理CPU，每颗CPU又有几十颗内核。
云计算也能通过类似的算力堆砌来模拟一台超级计算神机，但价格相对较低。
云计算VS超级计算机
对比项
云计算
超级计算机
成本
按需付费，灵活经济
高昂购置与维护费用
应用场景
弹性需求（如电商高峰）
固定高精度任务（如航天模拟）
资源利用
共享闲置算力，节能减排
专用设备，资源独占
国产超算突破
神威·太湖之光
采用自主研发芯片，拥有高效散热系统。
代表我国超算领域的重大突破。
天河二号
具备大规模并行计算能力，性能卓越。
曾多次位列全球超算榜首。
技术意义
打破技术依赖，提升国际竞争力。
推动我国信息技术自主创新。
写一写：
2022 年全球超级计算机500强榜单揭晓，我国有两台超级计算机位列前十，分别是排名第六的“神威·太湖之光”和排名第九的“天河二号”。比位列世界排名榜前列更让人欣慰的是，我国超算实现了全方位自主研制。请查一查我国超算在哪些方面进行了自主研发和创新，填写在教材P115的框中。
云计算服务分类
按照服务类型可分类如下：
SaaS：硬件资源服务也称为基础设施即服务
提供即用型软件
PaaS：运行环境服务，也称为平台即服务
提供开发平台
IaaS：应用软件服务，也称为软件即服务
提供硬件资源
IaaS如同买菜烹饪，PaaS如同半成品加热，SaaS如同餐馆吃饭。
SaaS案例：腾讯文档、网易邮箱；PaaS案例：云数据库；IaaS案例：租用云服务器。
按照服务范围分类：私有云、公有云和混合云。其中混合云是私有云和公有云的组合形态。
实践—完成《互联网未来》主题报告
组建小组
3-5人一组，制作报告的第一部分——云计算。
获取报告相关素材
什么是云计算、云计算的优势等
精选素材，形成报告框架
选择恰当的文字编辑工具，按照小组分工制作报告
在小组内展示交流，汇总改进意见，并完成修订
拓展：云计算
云计算提供了新的资源使用方式，使资源使用率获得了提升。世界范围内计算机的数量众多，由于没有共享，很多计算产能被白白浪费。
资源共享提高使用率
云计算允许未被使用的计算资源共享给其他用户，提高资源利用率。
延长设备寿命
通过共享资源，设备的空闲计算能力得到利用，延长设备寿命。
节能减排
共享计算能力有助于节能减排，减少不必要的资源浪费。
核心知识点总结
1
定义：云计算=分布式计算+虚拟化+网络交付；
2
服务模式
IaaS、PaaS、SaaS三种不同层次的服务
3
技术
分布式计算（任务拆分）；
虚拟化（资源抽象）；4-1-感受无处不在的云计算
选择题（8道）
难度分级：
容易 ×5 | 中等 ×2 | 较难 ×1
容易题
云计算的核心技术不包括以下哪一项？
A. 分布式计算
B. 虚拟化
C. 人工智能
D. 5G网络
答案：C
解析：教材指出云计算核心技术为分布式计算和虚拟化，人工智能是应用领域，非核心技术。
下列哪项属于SaaS服务？
A. 租用服务器
B. 使用在线文档编辑
C. 购买云数据库
D. 配置虚拟机
答案：B
解析：SaaS提供直接可用的软件服务（如在线文档），教材以“在线邮箱”为例。
分布式计算的优势是？
A. 提高单机性能
B. 拆分任务协同完成
C. 降低网络延迟
D. 减少数据存储量
答案：B
解析：教材提到分布式计算将任务拆分到多台计算机协同，提升效率。
虚拟化技术可以实现的模式是？
A. 仅将一台服务器拆分为多台
B. 仅将多台服务器合并为一台
C. 两种模式均可
D. 无法实现资源抽象
答案：C
解析：教材明确虚拟化支持“一机多能”和“多机一能”两种模式。
我国自主研发的超算“神威·太湖之光”主要用于？
A. 电商促销
B. 航天模拟
C. 在线游戏
D. 社交媒体
答案：B
解析：教材提到其用于“天宫一号”飞行试验的数据模拟。
中等题
云计算相比超级计算机的主要优势是？
A. 计算精度更高
B. 成本更低且弹性扩容
C. 物理设备更庞大
D. 仅适用于科研领域
答案：B
解析：教材指出云计算按需付费，适合动态需求（如“双十一”）。
若某企业需要快速搭建开发环境，应选择哪种云服务？
A. IaaS
B. PaaS
C. SaaS
D. 混合云
答案：B
解析：PaaS提供开发平台（如云数据库），教材类比“半成品加热即可食用”。
较难题
云计算中“虚拟化”对节能减排的作用是？
A. 增加设备数量
B. 共享闲置资源，减少冗余
C. 提高单机功耗
D. 依赖更多物理服务器
答案：B
解析：教材提到共享计算资源可减少设备闲置，延长寿命（如50%利用率案例）。
判断题（8道）
云计算必须依赖超级计算机才能运行。
答案：
解析：云计算通过普通服务器集群实现，与超算无必然关联。
IaaS服务允许用户直接使用预装软件。
答案：
解析：IaaS仅提供硬件资源（如虚拟机），用户需自行安装软件。
分布式计算的典型应用是班级大扫除分工协作。
答案：
解析：教材用此例说明任务拆分与协同。
虚拟化技术只能应用于云计算领域。
答案：
解析：教材指出虚拟化还用于硬件管理和软件运行。
“神威·太湖之光”完全依赖进口芯片技术。
答案：
解析：教材强调其实现全方位自主研制。
云计算中的SaaS服务需要用户自行维护服务器。
答案：
解析：SaaS由服务商全权管理，用户仅使用软件。
云计算的高并发处理能力可应对“双十一”流量高峰。
答案：
解析：教材以“双十一”为例说明云计算的稳定性优势。
混合云是公有云和私有云的组合形态。
答案：
解析：教材明确混合云的定义。教学教案设计
总第 16 课时
课 题 名 称 感受无处不在的云计算
学习目标 （包含学科核心素养） 理解云计算的基本概念及其在生活中的应用（如在线云编辑器、电子邮箱、流媒体服务） 分析云计算的分类（IaaS、PaaS、SaaS）及其服务模式的区别。 结合案例（如“双十一”高并发处理），探讨云计算的稳定性优势。 关注我国超算自主研发成果（如“神威·太湖之光”），培养科技自信。
问 题 类 型 学生问题 云计算为什么要用“分布式计算”？用班级大扫除的例子能说明什么？ 虚拟化技术如何提高资源利用率？服务器虚拟化的两种模式有什么区别？ 云计算和超级计算机哪个更强大？它们的应用场景有什么不同？
学科问题 分布式计算与传统集中式计算的核心区别是什么？ 虚拟化技术如何支持云计算的服务模式（IaaS、PaaS、SaaS）？ 云计算在哪些场景下比超级计算机更具优势？
教师问题 若某企业需快速处理海量数据，选择云计算还是自建超算？请结合成本与效率分析。 云计算如何通过共享资源实现节能减排？请用具体数据说明。
问题系统 （星号标出核心问题） 1. 分布式计算与传统集中式计算的核心区别是什么？ 2. 虚拟化技术如何支持云计算的服务模式（IaaS、PaaS、SaaS）？ 3. 云计算在哪些场景下比超级计算机更具优势？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 教学情境： 播放视频“双十一购物节：每秒百万订单背后的秘密”，展示云计算如何支撑海量交易。 核心问题： “为何网购高峰时系统不崩溃？云计算如何做到‘举重若轻’？” 互动活动： “云服务猜猜看”：展示在线文档、网盘、流媒体图标，学生猜测其共同技术基础。 埋下悬念：提问：“如果全球计算机突然断网，世界会怎样？” 知识点： 云计算的定义（教材“能量加油站”原文）； 云计算与日常生活的紧密关联。 学（自主探究）： 自主探究任务： 任务1：云平台体验报告 知识点：云计算应用场景（教材“做一做”）。 活动：学生分组使用在线协作工具（如腾讯文档），完成“我的云生活”表格： 应用场景使用的云服务优势体验学习在线文档协作多人实时编辑，自动保存娱乐在线音乐/视频无需下载，即点即播
任务2：技术术语连连看 知识点：分布式计算、虚拟化（教材“议一议”“能量加油站”）。 活动：将术语与定义/案例匹配： 答案：分布式计算 → 班级大扫除分工协作；虚拟化 → 一台服务器“分身”服务多用户。 三、探（合作探究）： 合作探究任务： 任务：云计算VS超算擂台赛 分组角色：云计算推广员、超算研究员、环保顾问。 环节1：技术对比辩论 辩题：“处理航天数据，该用云计算还是超级计算机？” 论据支持（教材原文）： 云计算：成本低、弹性扩容；超算：高精度、专用性强。 环节2：虚拟化魔法工坊 挑战：用纸板模拟服务器虚拟化，设计“一机多用”方案（如游戏+办公）。 答案：划分纸板区域代表不同虚拟环境，标注资源分配比例。 环节3：节能减排计算器 问题：“若全球10%的闲置算力被云计算共享，可减少多少碳排放？”（教材“拓展”延伸） 参考数据：1台电脑闲置功耗≈30W，10亿台共享 → 年减排≈XX万吨（教师提供简化公式）。 四（课堂检测）： 课堂检测题目设计: 形式：小组“云端极速问答” 选择题： 下列哪项属于SaaS服务？（答案：C） A. 租用服务器 B. 云数据库 C. 在线邮箱 D. 虚拟CPU 判断题：虚拟化只能将一台服务器拆分为多台小服务器。（答案： 支持反向聚合） 排序题：分布式计算流程：①任务拆分 ②分配计算 ③结果汇总 答案：①→②→③（教材“能量加油站”描述）。 五、拓（知识拓展）： 任务1：绿色云倡议书 场景：为学校设计“云计算节能宣传周”活动，撰写倡议书要点： 核心内容：共享计算资源、减少电子垃圾、推广云办公（教材“拓展”案例）。 任务2：国产超算探秘 问题（教材“写一写”）： “神威·太湖之光”在哪些领域实现技术突破？ 答案：自主芯片、高效散热、并行计算（教材原文）。
板 书 设 计 感受无处不在的云计算
一、云计算定义 - 定义：网络上的分布式计算与虚拟化 - 核心目标：高效调度资源，降低成本 二、核心技术 1. 分布式计算：任务拆分 → 多机协同（如班级大扫除） 2. 虚拟化： - 一机多能（分身服务） - 多机一能（聚合算力） 三、服务模式（教材分类） - IaaS：提供硬件（如租服务器） - PaaS：提供平台（如云数据库） - SaaS：提供软件（如在线邮箱）
教 学 反 思 感受无处不在的云计算
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