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云计算应用案例500字云计算是一种基于互联网的计算模式，它通过将计算资源、存储资源和应用程序等提供给用户，实现了按需、灵活、可扩展的服务。
下面我将从不同领域给出一些云计算的应用案例，以展示其多角度的应用。
1. 企业应用，许多企业选择将其业务系统迁移到云上，以降低成本、提高灵活性和可扩展性。
例如，企业可以使用云计算来搭建和管理自己的网站、电子商务平台、客户关系管理系统（CRM）、企业资源规划系统（ERP）等。
云计算还可以帮助企业进行数据分析、大数据处理和人工智能应用。
2. 教育领域，云计算在教育领域也有广泛的应用。
学校可以使用云计算来提供在线学习平台、虚拟教室和远程教育服务。
教育机构可以通过云计算来存储和管理学生数据、教学资源和课程内容，实现教育资源的共享和协作。
3. 医疗健康，云计算在医疗健康领域的应用也越来越多。
医院可以使用云计算来存储和管理患者的电子病历、影像数据和实时监测数据，实现医疗信息的共享和远程访问。
此外，云计算还可以支持医疗机构进行医学研究、基因分析和个性化医疗。
4. 金融服务，云计算在金融服务领域的应用也非常广泛。
银行和金融机构可以使用云计算来提供在线银行服务、支付系统和风险管理工具。
云计算还可以帮助金融机构进行大数据分析、风险评估和欺诈检测。
5. 媒体和娱乐，云计算在媒体和娱乐领域的应用也非常突出。
许多媒体公司和娱乐机构使用云计算来存储和传输大量的媒体内容，如音乐、电影和游戏。
云计算还可以支持媒体公司进行内容分发、数字版权管理和用户个性化推荐。
6. 科学研究，云计算在科学研究领域的应用也非常重要。
科学家可以使用云计算来进行大规模的数据分析、模拟和计算。
云计算还可以支持科学家进行合作研究、数据共享和科研资源的共享。
综上所述，云计算在各个领域都有广泛的应用。
它提供了高效、灵活和可扩展的计算资源，帮助企业和组织降低成本、提高效率，并推动了创新和发展。
随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，云计算的应用前景将更加广阔。
信息技术与科学研究的创新方法一、背景介绍信息技术的快速发展给科学研究带来了不同以往的方法与工具，也为创新提供了更多的机遇。
本文将介绍几种信息技术在科学研究中的创新应用方法。
二、云计算与科学研究云计算提供了一种以大数据、高速计算和协作为主要特点的计算方式。
在科学探索中，它被广泛应用在大规模的数据分析、模拟实验和科学协作中。
利用云计算的强大处理能力和多样的工具，科学家们可以利用云计算平台来快速分析数据，观测天体，设计新药，实时监测环境等等。
但是，云计算同时也带来了一些负面影响，如数据安全问题与依赖于第三方服务提供商等问题，需要加以注意。
三、人工智能与科学研究人工智能是指通过智能系统，使计算机实现人类的智能思维和行动的一种技术。
在科学探索中，它被广泛应用于图像识别、数据模式识别、推理、自然语言处理等方面。
例如，在生物科学中，人工智能可以运用于蛋白质折叠模拟，帮助研究人员更好地理解分子间的相互作用。
在物理学中，人工智能可以用于数据处理，使科学家从一大堆数据中找到规律。
而在化学、纳米科学等领域，人工智能可以辅助实验设计、自动生成实验化学式等。
人工智能在科学研究中的创新应用不仅能够提高效率，而且也能拓宽科学的发现视野。
四、区块链技术与科学研究区块链技术是以去中心化、信任共享为特点的信息技术。
在科学研究中，它可以用于数据共享和数据管理。
例如，在天文学中，区块链技术可以用于共享天体观测数据，保证数据公正和数据安全。
在医学领域中，区块链技术可以用于医疗数据的保护和共享，减少医疗差错和提高医疗资源利用效率。
但是，区块链技术的应用也需要关注数据隐私保护、数据管理、合规与监管等问题。
五、虚拟现实技术与科学研究虚拟现实技术是指使用计算机模拟出越来越真实的场景的一种技术。
在科学研究中，虚拟现实技术可以用于模拟实验场景，提高研究的准确性和可靠性。
例如，在生物学中，研究人员可以使用虚拟现实技术模拟药物分子与蛋白质分子之间的相互作用，以评估药效性。
云计算在科研计算中的应用在当今数字化时代，科研领域正经历着深刻的变革，云计算技术的出现为科研计算带来了前所未有的机遇和挑战。
云计算以其强大的计算能力、灵活的资源配置和高效的数据存储与处理能力，逐渐成为科研工作者不可或缺的工具。
科研计算往往涉及大量复杂的数据处理和模拟分析，传统的本地计算资源往往难以满足需求。
云计算则打破了这种限制，为科研人员提供了几乎无限的计算能力。
例如，在天文学研究中，对星系演化的模拟需要处理海量的数据和进行复杂的数值计算。
借助云计算平台，科研人员可以轻松获取成千上万的计算核心，大大缩短了计算时间，使得原本需要数月甚至数年才能完成的任务在短时间内就能得出结果。
云计算的弹性资源配置是其另一个显著优势。
科研项目的计算需求通常不是一成不变的，可能会在不同阶段有不同的高峰和低谷。
云计算允许科研人员根据实际需求动态地调整计算资源，在项目高峰期增加资源，而在低谷期减少资源，从而避免了资源的浪费和成本的过高投入。
这种弹性使得科研项目能够更加灵活地应对各种情况，提高了研究的效率和经济性。
在数据存储方面，云计算也为科研计算提供了极大的便利。
科研工作常常产生大量的数据，这些数据的安全存储和便捷访问至关重要。
云计算平台提供了可靠的数据存储服务，具备数据备份、容灾恢复等功能，有效地保障了数据的安全性和完整性。
同时，通过云存储，科研人员可以在任何有网络的地方访问和共享数据，促进了团队内部的协作和不同研究机构之间的合作。
云计算还推动了科研领域的跨学科合作。
不同学科的研究人员可以在同一个云平台上共享计算资源和数据，共同开展复杂的科研项目。
比如，在生物医学领域，医学专家、生物学家和计算机科学家可以利用云计算平台整合患者的临床数据、基因数据和药物研发数据，进行联合分析和研究，从而加速新药的研发和疾病治疗方法的创新。
然而，云计算在科研计算中的应用也并非一帆风顺，面临着一些问题和挑战。
首先是数据隐私和安全问题。
科研数据往往具有极高的价值和敏感性，在使用云计算服务时，如何确保数据不被泄露、篡改或滥用是一个关键问题。
云计算对现代科学研究的影响云计算是指基于互联网的一种信息技术，通过将计算能力、存储资源和数据交换等服务从个人设备转移到云端的数据中心，使用户可以随时随地通过互联网访问和使用这些服务。
自云计算兴起以来，它在各个领域都产生了巨大的影响，特别是在现代科学研究中，其作用愈加显著。
首先，云计算提供了巨大的计算和存储能力，使得科学家能够处理和分析海量的数据。
现代科学研究越来越依赖于大数据和复杂的计算模型。
例如，天文学家需要分析宇宙中的大量数据，生物学家需要解析基因组的信息，气象学家需要模拟气候变化。
传统的个人计算机资源无法满足这些需求，而云计算提供了强大的计算和存储能力，可以处理和分析这些庞大的数据集，为科学家们提供更准确的结果和更深入的洞察。
其次，云计算改变了科学研究的模式和合作方式。
传统的科学研究往往由个体或小团队完成，他们需要从事多方面的工作，包括数据采集、实验设计、数据分析等。
云计算技术使得科学家能够共享数据和资源，远程协作和交流，加速了科学研究的进程。
科学家们可以通过云端平台将数据集中存储，并使用分布式计算的能力来处理和分析数据，从而促进了跨地区、跨学科和跨机构的合作。
云计算还提供了协同编辑和实时通信的工具，使得科学家们能够更加高效地共享和交流研究成果，推动了科学研究的发展。
此外，云计算还为科学研究带来了更高的可扩展性和灵活性。
科学研究往往需要大量的计算资源，而云计算可以根据需要弹性地分配和调整资源，避免了不必要的浪费。
科学家们可以根据实际需求临时租用更多的计算和存储资源，而无需投资大量的硬件设备。
这样不仅提高了计算和存储效率，也节约了研究经费。
云计算还允许科学家在不同的时间和地点访问数据和工具，提供了更高的灵活性和便利性。
科学家们可以随时随地使用云计算服务，不受时间和空间的限制，加快了科学研究的进程。
然而，云计算也面临着一些挑战和问题。
随着科学研究中数据量的不断增多，云计算平台需要保证数据的存储和传输安全。
云计算的价值与实际应用案例云计算，作为一种新兴的计算模式，已经逐渐渗透到人们的日常生活中。
它不仅给我们提供了高效的计算方式，更为我们的生活带来了诸多便利和创新。
本文将探讨云计算的价值，并结合实际应用案例，展示其在各个领域的积极影响。
云计算的最大价值在于它能够提供强大的计算资源和存储能力。
传统计算需要依赖于个人计算机，而云计算则通过网络将计算资源集中起来，形成一个具有强大计算能力的“云”。
用户只需通过网络连接，即可享受到这些资源。
这对于个人用户而言，无疑提供了更大的便利性和效率。
我们不再需要投资昂贵的硬件设备，只需访问云平台，就能够完成各种复杂的计算任务。
云计算在商业领域的应用案例是最为显著的。
云计算能够为企业提供灵活、安全和可扩展的IT基础设施。
传统的企业IT基础设施需要大量的资金投入，而且难以满足灵活的需求。
云计算则改变了这一现状。
通过云计算，企业可以根据实际需求灵活购买和使用计算资源。
这种按需付费的模式，大大减少了企业的投资成本。
同时，云计算平台提供了强大的安全措施，保障了企业数据的安全性。
而且，由于云计算可以实现资源的弹性扩展，企业可以根据业务的增长或下滑，自由调整计算资源的使用量，极大地提高了企业的运营效率。
云计算的实际应用案例不仅仅局限于商业领域，更在教育、医疗、科学研究等领域展现了其重要价值。
在教育领域，云计算为学校和教育机构提供了一个统一的教育平台。
通过云计算，教育资源可以共享，教育内容可以远程传输和共享。
这大大拓宽了学生的学习渠道和提供了更广阔的学习空间。
同样，在医疗领域，云计算也起到了重要作用。
医疗机构和病人可以通过云计算平台实现电子病历的管理和共享。
这不仅提高了医疗机构的工作效率，也使得病人的病历可以更好地沟通和管理。
在科学研究领域，云计算能够提供强大的计算能力，加速科学研究的进展。
很多科研机构和个人研究者都利用云计算平台进行大规模的数据计算和模拟实验。
除了商业、教育、医疗和科研等领域，云计算还在各行各业产生了更多有益的实际应用。
云计算技术在科学计算中的应用云计算技术已经成为科学计算领域中不可或缺的一部分。
云计算通过将计算资源、存储资源和网络资源集中管理和分配，为科学计算提供了便利。
它提供了高性能计算、弹性计算能力、大规模数据存储和处理等功能，为科学研究和实验提供了全新的可能性。
以下是云计算技术在科学计算中的一些具体应用。
1.高性能计算（HPC）云计算提供了高性能计算（HPC）的能力，科学研究人员可以通过云平台租用大规模的计算集群，来执行复杂的计算任务。
传统的高性能计算需要大量的硬件设备和运维成本，而云计算基于虚拟化技术，可以实现灵活的计算资源调度和配置，为科学研究提供更高效、便捷的计算环境。
2.大数据存储和处理科学计算涉及到海量的数据处理和存储。
云计算提供了弹性的存储解决方案，可以根据需求随时扩展存储容量。
同时，云平台还提供了大数据处理框架，如Apache Hadoop和Spark，科学研究人员可以方便地进行数据挖掘、分析和建模。
这使得科学计算可以更好地利用和处理数据，从中挖掘出有价值的信息。
3.分布式计算和协作云计算技术可以实现分布式计算和协作，在不同地点的科学研究人员可以通过云平台共享数据和计算资源，进行协同计算和合作研究。
这样，不同团队之间可以共享资源、交换经验、加速科研进程。
同时，云计算还提供了虚拟机和容器技术，科学研究人员可以方便地创建和管理虚拟实验环境，进行可重复性实验和集成测试。
4.科学模拟和建模科学计算需要进行大量的模拟和建模工作。
云计算提供了强大的计算能力和大规模存储，可以支持科学研究人员进行复杂的物理模拟、仿真和建模。
科学研究人员可以通过云平台快速部署、运行和管理模拟任务，有效提高研究效率。
总结起来，云计算技术在科学计算中的应用主要包括高性能计算、大数据存储和处理、分布式计算和协作，以及科学模拟和建模。
这些应用使得科学研究人员可以更好地利用计算和存储资源，加速研究进程，同时也为科研团队之间的合作提供了便利。
大数据和云计算在生命科学中的应用随着科技的不断发展，大数据和云计算在生命科学领域的应用也越来越广泛。
这些新的技术和工具可以帮助科学家们更准确和更快速地研究生命现象，并推动生命科学领域的进步。
那么，大数据和云计算在生命科学中的应用有哪些呢？1. 基因组学基因组学是生命科学领域中一个重要的分支，其研究的内容涉及到基因组的结构、功能及其与疾病的关联等。
在基因组学的研究中，大数据和云计算的应用尤为突出。
例如，研究人类基因组是个庞大的工程项目，涉及到数据分析都需要存储、分析和处理大量的基因数据。
云计算平台为这样的数据共享和分析提供了更灵活，更高效的解决方案。
同时，大数据和云计算也能够帮助科学家们识别出潜在的基因变异和突变，研究它们对人类健康的影响，并为基因治疗和药物研发提供支持。
2. 癌症研究大数据和云计算在癌症研究方面也扮演着重要角色。
例如，科学家们需要进行大量的数据分析和计算建模，以了解癌症生物学及其病理学，探索癌细胞的形态、组织结构、基因组及蛋白质组学变化等。
云计算平台的高效性、弹性资源和灵活性可大大减少计算时间和资源的消耗，同时可以为癌症疾病的发现和疗效监测提供支持。
此外，基于大数据的人工智能算法也在癌症研究中发挥了重要作用，例如，对大量的医疗影像数据进行分析和处理，以帮助医生更准确地诊断肿瘤的位置和大小。
3. 药物研发大数据和云计算在药物研发方面也发挥着重要的作用。
例如，科学家们需要对大量的病理学、基因组学和蛋白质组学数据进行分析和处理，以识别出潜在的药物靶标或化合物。
此外，在药物分子模拟、药物代谢及毒性分析等方面，大数据和云计算也可为药物研发提供强有力的支撑。
同时，结合人工智能和机器学习等新兴技术，科学家们亦可以从大量的药物数据库中挖掘有关药物分子结构和生物活性的信息，为药物研发提供更准确、更快速的线索。
4. 生命科学教育大数据和云计算在生命科学教育中也扮演着重要角色。
例如，虚拟实验平台可以让学生们通过互联网在虚拟环境下进行实验操作，并且能够解决实验器材和场地限制的问题。
云计算技术与应用云计算是近年来快速发展的一种信息技术，它通过网络将计算资源提供给用户，为用户提供高效、便捷的计算服务。
云计算的出现给许多领域带来了革命性的变化，对于企业、个人用户以及社会发展都产生了深远的影响。
本文将重点讨论云计算技术的定义、主要特点以及在各个领域的应用。
一、云计算技术的定义云计算（Cloud Computing）是一种利用网络实现按需使用、随时扩展和按实际使用付费的计算服务模式。
它基于互联网以及相关的技术，将计算、存储和网络等资源整合起来，通过虚拟化技术提供给用户使用。
云计算的核心思想是将计算资源集中管理，实现资源的共享和统一管理，使得用户无需购买昂贵的硬件设备，只需通过互联网就能获得所需的计算能力。
二、云计算技术的主要特点1. 弹性扩展：云计算系统具备强大的扩展能力，可以根据用户的需求自动调整资源的规模，实现按需分配和释放资源。
这种能力使得用户可以根据实际需求灵活调整计算资源的使用，大大提高了资源利用率。
2. 高可靠性：云计算系统通常采用分布式的架构，通过数据冗余和备份策略，可以保证数据的可靠性和持久性。
即使某一台服务器出现故障，也不会影响用户的正常使用。
3. 高性能：云计算平台通常由大量的服务器组成，可以同时为大量用户提供计算资源，从而提高计算效率和处理速度。
同时，云计算系统还采用了一系列优化技术，如负载均衡和缓存等，进一步提升性能。
4. 低成本：云计算模式下，用户不再需要购买昂贵的硬件设备，只需支付实际使用的费用，大大降低了计算成本。
对于企业来说，还可以避免繁琐的维护和更新工作，节约人力和时间成本。
三、云计算技术在各个领域的应用1. 企业应用：云计算技术为企业提供了高效的IT资源管理方式。
企业可以将自己的应用系统部署在云计算平台上，享受强大的计算能力和高可靠性。
同时，企业还可以根据实际需求灵活调整资源的规模，实现资源的弹性分配。
这样不仅可以提高企业的生产效率，还能大大降低IT投资的成本。
云计算及应用云计算已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
它不仅改变了我们对计算和数据存储的方式，也对各行各业产生了深远的影响。
本文将介绍云计算的概念、应用领域以及其带来的益处。
一、云计算的概念云计算是一种通过网络提供计算资源和服务的模式。
它基于虚拟化技术，将计算资源（如服务器、存储和网络设备）集中在数据中心，通过互联网将这些资源以服务的形式提供给用户。
用户可以根据需要按需使用这些计算资源，不再需要在本地购买和管理硬件设备。
二、云计算的应用领域1. 企业应用：云计算为企业提供了可以灵活扩展和缩减的计算和存储能力。
企业可以将业务应用放在云端，以便远程访问和协作。
同时，云计算可以帮助企业节省成本，提高效率，提供更好的数据安全和备份功能。
2. 科学研究：云计算可以用于处理和分析大规模的科学数据。
科学家可以利用云计算的高性能计算能力来加速复杂的计算任务，例如气候模拟、基因组学研究等。
云计算还可以为科学家提供共享数据和协作的平台。
3. 教育领域：云计算可以为学生和教育机构提供在线学习和教育资源。
学生可以通过云计算来访问课程材料、参与在线学习和评估。
教育机构可以利用云计算来管理学生信息、实施在线考试和评估。
4. 电子商务：云计算为电子商务提供了高可用性和弹性的基础设施。
通过云计算，电子商务企业可以确保他们的网站在高峰期依然具备良好的性能和可靠性。
同时，云计算还可以为电子商务企业提供大数据分析和个性化推荐等功能。
三、云计算的益处1. 灵活性和可扩展性：云计算可以根据需求提供弹性的计算和存储能力，避免了传统IT基础设施的浪费问题。
企业和个人用户可以根据需要快速扩展或缩减他们的计算资源。
2. 成本节约：云计算不需要用户自己购买和维护硬件设备，大大减少了成本。
同时，云计算也提供了按需付费的模式，用户只需支付实际使用的资源，避免了长期的固定成本。
3. 数据安全和备份：云计算提供了安全的数据存储和备份机制。
用户的数据可以在多个数据中心同时备份，以防止数据丢失。
云计算有哪些应用领域引言概述：云计算是一种基于网络的计算模式，通过虚拟化技术将计算资源和服务交付给用户。
云计算的出现极大地改变了传统计算模式，为人们提供了更高效、可扩展、灵活和经济的计算方式。
云计算应用领域广泛，涵盖了各行各业。
本文将详细介绍云计算的应用领域。
正文内容：一、企业数据存储和备份1.数据存储：云计算可以提供大规模、高可靠性和安全的数据存储服务，企业可以将其大量数据存储在云端，减少了对硬件设备的需求和维护成本。
2.数据备份：云计算还可以提供自动化的数据备份服务，确保企业数据的安全性和可靠性，同时降低了备份数据的存储和管理成本。
二、科学研究和开发1.大数据分析：云计算可以提供强大的计算和存储能力，使科学研究者能够处理大规模的数据集，从而加快研究进展和取得更准确的结果。
2.虚拟实验室：云计算可以提供虚拟实验环境，科学家可以通过远程访问云端的虚拟实验室，进行各种实验和研究，避免了传统实验室所需的设备和资源投入。
三、金融服务1.金融交易处理：云计算可以提供高并发处理能力，金融机构可以借助云计算平台来加速交易处理，提高交易效率和处理能力。
2.风险管理：云计算可以提供大规模的数据存储和处理能力，金融机构可以将大量交易数据导入云端进行分析，从而更好地识别风险，并制定相关对策。
四、医疗保健1.电子病历系统：云计算可以提供高可靠性和安全性的数据存储服务，医疗机构可以将病人的电子病历存储在云上，确保数据的安全性和可访问性。
2.远程医疗：云计算可以提供远程医疗服务，病人可以通过云计算平台与医生进行远程视频会诊，减少了患者的就医时间和费用。
五、教育和培训1.远程教育：云计算可以提供在线教育平台，学生可以通过云端的学习资源进行学习，师生之间可以通过云计算平台进行线上互动和交流。
2.职业培训：云计算可以提供在线培训平台，通过云端的教育资源和虚拟实验环境，详细介绍和展示了职业培训过程中的各种技术和操作。
总结：云计算作为一种新兴的计算模式，在各行各业都有广泛的应用。
云计算及其在科学研究中的应用程耀东陈刚（中国科学院高能物理研究所计算中心北京 100049）1. 云计算概述在过去的十多年中，学术界与企业界为了充分利用网络上的计算与存储资源，实现大规模的协同与资源共享，以提高计算效率与降低计算成本，相继提出了如“网格计算(Grid Computing)”、“按需计算(On-Demand Computing)”、“效用计算（Utility Computing）”、“互联网计算(Internet Computing)”等概念和模式。
“云计算”是在这些概念基础上发展起来的。
云计算在提高资源利用率、灵活的可伸缩性以及可管理性方面表现出了巨大的优势，同时因其更清晰的商业模式而得到工业和学术界的普遍认可。
云计算在商业领域正取得巨大的成功。
云计算是一种能够通过网络以便利的、按需的方式获取计算资源（网络、服务器、存储、应用和服务）的模式，这些资源来自一个共享的、可配置的资源池，并能够快速获取和释放。
云计算的基本特征包括按需服务、广泛的网络的接入、虚拟的资源池、快速弹性扩展、按使用计费等，其服务模式主要分为“软件即服务”（SaaS：Software as a Service）、“平台即服务”（PaaS：Platform as a Service）、“基础设施即服务”（IaaS：Infrastructure as a Service），还有“数据即服务”（DaaS：Data as a Service）等其它模式。
2. 科学研究对于云计算的需求科学研究规模的扩大，使人们需要采集海量的数据用于研究和解决复杂的科学问题。
这些科学问题包括认识自然界物质的微观结构、天体的演化、全球气候变化、基因的奥秘等。
物理、化学、生物科学、医学、系统科学、经济学、气象、地震、核能技术、石油探勘等多个领域都要涉及到对于海量数据的分析与处理，而科学数据呈数量级增长对计算技术提出了更大的挑战。
传统的科学计算环境通常采用超级计算机、集群、网格等系统。
随着科学研究的不断深化，科学计算环境也需要不断发展来满足应用的多样化需求，比如：(1) 如何使资源充分共享与提高资源利用率？当前，科学计算环境往往通过Torque、Condor、LSF等资源管理和作业调度系统基于系统负载状态和作业信息将作业调度到物理机器上运行。
但是，这种资源管理是静态的，难以满足突发、批处理、CPU密集型、数据密集型等不同类型的作业对于不同的物理资源（内存、CPU、IO、网络、磁盘空间等）的需求，通常分配给作业的资源不能充分利用，而需要资源的作业却不能运行，导致资源难以充分利用。
使用虚拟化技术可以降低应用与基础设施的耦合程度，灵活调度各种类型的作业，从而充分利用资源，提高资源利用率。
(2) 如何提供按需定制的服务模式？在传统的科学计算环境中，用户往往对资源只有使用权并无管理权，用户只能按照计算系统提供的接口(比如作业提交命令等)进行使用，严重影响了应用的拓展与多样性。
采用云计算技术可以让用户在传统的科学计算系统，比如超级计算机、集群或网格上创建自己的“私有云”，以按需定制的模式提供服务，以满足应用日益增长的多样性和广泛性的需求。
(3) 如何提供广泛兼容的科学计算环境？传统的科学计算环境对用户和应用提出了苛刻的要求，用户必须按照所提供的环境编写和运行程序。
对于那些需要特殊或定制库的应用几乎难以直接运行在已有的系统上。
随着计算机硬件和操作系统等系统软件的快速发展，将会出现越来越多的遗留程序。
它们依赖于特定的计算环境，如果要移植到新的体系结构或操作系统上几乎不可能，或者要花费大量的人力和时间。
如果不能兼容这些遗留程序，不仅会造成软件资源的浪费，甚至连已有宝贵的数据也难以读取和分析。
因此，采用虚拟化等云计算技术构建广泛兼容的科学计算环境势在必行。
科学计算的云计算不能简单地采用商业领域的云计算模式，而应该针对科学计算的特性，以科学计算需求为牵引，引入云计算的理念和技术实现科学云计算。
世界各国在过去几年中都在积极开展云计算在科学研究中的应用研究。
在高能物理领域，欧洲粒子物理中心（CERN）启动了虚拟机项目CernVM，并在此基础上发起面向大型强子对撞机的LHC云计算项目，为LHC提供虚拟化的应用环境。
同时，CERN还启动了LxCloud项目，支持批处理计算服务，以提高资源利用率并简化管理。
CMS网格使用HDFS云计算存储系统以提高网格存储系统的可管理性。
ATLAS实验在2011年5月正式提出了ADC（ATLAS Distributed Computing）云计算项目。
德国电子同步加速器实验室（DESY）、法国国家核物理粒子物理研究院（IN2P3）、意大利国家核物理研究院（INFN）、美国费米国家实验室（Fermilab）以及中科院高能物理研究所等国内外知名的科学研究机构开始研究和使用云计算技术。
在生物信息、天体物理等众多领域也有一大批相关的研究和应用。
本文首先介绍国际上几个著名的面向高能物理研究的云计算项目，包括CernVM、LHC云计算、LxCloud、FermiCloud、CLEVER等，然后介绍在生物信息、天体物理研究中的一些典型云计算应用，最后介绍国内的部分“科学云”的研究及应用现状。
3. 云计算与高能物理现代高能物理每年产生数十PB的数据，数据处理和物理分析意味着巨大的计算挑战。
20世纪末，高能物理领域合作建立了全球范围的网格平台用于支撑大规模的数据处理，并取得很大的成功。
今天，网格平台仍然是支撑高能物理计算的基础。
但是网格平台存在效率较低、兼容性不足、使用方式不够灵活等问题。
因此高能物理领域启动一批云计算项目用来对网格平台进行改进和优化。
3.1 CernVM及LHC云2008年，欧洲粒子物理中心启动了CernVM项目，用于解决大型强子对撞机LHC物理计算中的虚拟机管理问题。
CernVM的基本思想是将操作系统与应用程序打包，做成轻量级的虚拟机映像文件，从而实现在全球网格系统上的作业调度或用户桌面级的数据分析。
CernVM并不是将所有的应用程序与依赖库文件都打包在一起（通常是10GB量级），而是初始装入大概100MB左右的“瘦应用”，与应用相关的程序以及数据通过CVMFS（CernVM文件系统）从远程软件仓库按需下载、更新和缓存，通常情况下一个应用保持在1GB以下。
CernVM不仅解决了虚拟机映像文件大小与更新的问题，而且最大程度地保留了用户的使用习惯。
CernVM支持VMWare、VirtualBox、Xen、KVM等大部分主流虚拟机，可以运行在Windows、Linux或者MacOS等操作系统上。
CernVM为科学应用提供了虚拟化软件环境，广泛地应用于不同领域的科学计算。
目前CernVM在LHC的ALICE, ATLAS, LHCb等大型粒子物理实验中被用于大规模的数据处理和物理分析。
目前用于LHC计算的主要基础设施是WLCG网格（Worldwide LHC Computing Grid）。
LHC云计算（LHC Cloud Computing）项目通过CernVM将现有WLCG上的资源虚拟化，同时可以结合志愿计算（Volunteer Computing）技术将用户的桌面机资源整合起来，用于LHC数据处理与分析。
为实现与云资源的接口，LHC云计算开发了Co-Pilot技术（如图1），即用户仍然用以前的方式提交作业，这些作业并不是直接发到网格上运行，而是进入Co-Pilot服务器排队。
LHC云计算系统在网格计算节点上都安装有CernVM，在CernVM上运行Co-Pilot代理，主动到Co-Pilot服务器上获取作业任务。
通过Co-Pilot与CernVM技术，再结合WLCG已有的资源调度器，使得LHC的数据处理环境完全变成一朵可以动态配置的“云”。
LHC云计算既可以使用商业的云计算资源EC2等，也可以使用WLCG上的网格资源，甚至通过与志愿计算中间件BOINC的结合，使用全球志愿者机器。
LHC云计算成功地将ATLAS实验的计算任务部署到网格计算平台和志愿计算平台，中国科学院高能物理研究所参与了Co-Pilot的开发及应用的部署和测试。
图1，LHC云计算基本架构3.2 LxCloud科学计算领域内本地计算资源传统上通过Torque，Condor，LSF 等批处理调度系统直接将作业调度到物理机器上运行。
但是，随着硬件的不断发展，CPU的计算能力越来越强，直接运行应用程序往往导致CPU利用率不足。
另外，操作系统与应用程序在不断升级，在多应用情况下，要保证操作系统与应用的匹配，是一个非常大的挑战，因此十分有必要进行计算节点的虚拟化。
LxCloud就是欧洲粒子物理中心发起的一个计算节点虚拟化的项目。
通过LxCloud实现对上层完全屏蔽底层硬件的更新换代，而应用和用户的使用方式也不需要修改。
LxCloud主要解决两个问题，一个是选用开源的OpenNebula和商业的Platform ISF来完成大规模虚拟机映像的管理，主要任务包括接受和处理虚拟机创建请求、选择一个适合虚拟机运行的物理机器、在目标物理机器上启动虚拟机并进行监控。
另外一个是选用BT技术实现虚拟机的分发和快速部署。
截止到2011年4月份，LxCloud的虚拟机数目达到1250多个。
中国科学院高能物理研究所派专家前往欧洲粒子物理中心参与LxCloud的研究，实验表明在虚拟机上运行计算作业的性能效果不亚于在物理机。
3.3 FermiCloudFermiCloud是美国费米国家实验室发起的一个私有云项目，是典型的IaaS类服务，也就是基础设施即服务，仅面向费米实验室的科研人员，用于科研相关计算。
FermiCloud内部通过OpenNebula或者Nimbus来管理多台虚拟机，向外提供虚拟机服务，包括动态公网IP虚拟机、静态公网IP虚拟机、内部IP虚拟机、公网与内部IP混合虚拟机，以及虚拟机集群等。
目前拥有36套超微服务器。
3.4 网格上的CLEVER云在科学研究领域，网格计算是非常成熟且应用非常广泛的一种技术，非常适合于大数据量的存储、分析与处理，比如高能物理、生物医学等应用。
但是，网格的使用方式相对单一，主要面向专业的科学研究人员。
而实际情况是，目前国内外存在大量的网格基础设施，比如欧洲的EGEE，中国的CNGrid等，为使更多的领域与应用方便地使用它们，有必要提供更加灵活多样的使用方式。
意大利INFN与Messina大学提出一种网格与云计算的整合方案，即在网格上部署CLEVER云计算中间件。
用户和管理员通过网格作业提交的方式，轻松在一个或多个网格站点上建立自己的“私有云”，根据需要提供更加丰富的服务。
其方案如图2所示。
图2，在网格上部署CLEVER云在图2中，CLEVER管理员首先是网格的用户，他通过正常的网格作业提交方式，登录网格用户界面（User Interface），提交一个特殊的网格作业，其中包含了CLEVER中间件文件（CLEVER.jar）以及虚拟机映像在网格上的存储位置（即在Storage Element上的地址）。
