Cloud computing for
medicine and
education
廖述盛
Shu-Sheng Liaw
內容大綱
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何謂雲端運算?
雲端運算的演化
雲端運算的佈署模型
雲端運算的應用
雲端運算用於醫療之研究
雲端運算用於教育之研究
何謂雲端運算
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網路服務提供者可以在數秒之內，達成處理數
以千萬計甚至億計的資訊，達到和「超級電腦」
同樣強大效能的網路服務。
它是一種電腦運算的概念，而一種概念就會有
許多不同的方式去實踐，這個時候才會有不同
的技術衍伸出來。
何謂雲端運算
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是一種基於網路 (通常為網際網路) 的運算方
式，透過這種方式，共享的軟硬體資源和訊息
可以按需提供給電腦和其他裝置。
使用者不再需要了解「雲端」中基礎設施的細
節，不必具有相應的專業知識，也無需直接進
行控制。
雲端運算描述了一種基於網際網路的新的IT服
務增加，通常涉及透過網際網路來提供動態擴
充功能而且經常是虛擬化的資源。
基本特徵
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隨時隨地自助服務。
隨時隨地用任何網路裝置存取。
多人共享資源。
快速重新佈署靈活度。
可被監控與量測的服務。
基於虛擬化技術快速部署資源或獲得服務。
減少使用者終端的處理負擔。
降低了使用者對於IT專業知識的依賴。
Cloud computing
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Cloud computing is the use of computing
resources (hardware and software) that are
delivered as a service over a network
(typically the Internet).
The name comes from the common use of a
cloud-shaped symbol as an abstraction for
the complex infrastructure it contains in
system diagrams.
Cloud computing entrusts remote services
with a user's data, software and computation.
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End users access cloud-based applications
through a web browser or a light-weight
desktop while the software and user's data
are stored on servers at a remote location.
Proponents claim that cloud computing
allows companies to avoid upfront
infrastructure costs, and focus on projects
that differentiate their businesses instead of
infrastructure.
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Proponents also claim that cloud computing
allows enterprises to get their applications up
and running faster, with improved
manageability and less maintenance, and
enables IT to more rapidly adjust resources
to meet unpredictable demand.
雲端運算的演化
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叢集運算 (Cluster computing)
通過一組鬆散集成的計算機軟體和/或硬體連
接起來，緊密地協作完成計算工作
分散式運算 (Distributed computing)
把需要進行大量計算的工程數據分割成小塊，
由多台計算機分別計算，在上傳運算結果後，
將結果統一合併得出數據結論的科學。
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格網運算 (Grid computing)
是分散式運算加以延伸的一支，其主要特點在
於將各種不同平台、不同架構、不同等級的電
腦透過分散式運算的方式做整合運用。所謂的
「網格」指的則是以公開的基準處理分散各處
的資料。
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雲端運算 (Cloud computing)
透過網路將龐大的運算處理程序自動分拆成無
數個較小的子程序，再交由多部伺服器所組成
的龐大系統經搜尋、運算分析之後將處理結果
回傳給用戶
雲端運算和網格運算的差別
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網格運算著重在需要複雜運
算的「單一任務」。但雲端
運算則比較偏大眾應用，在
應用上，雲端運算可以被視
為平民化的網格運算
「網格運算」著眼於整合眾
多異構平台
「雲端運算」則強調在本地
端資源有限的情況下，利用
網路取得遠方的運算資源。
公用運算
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公用運算 (Utility computing)
主要提倡一種理想的企業資訊架構，讓IT服務
模仿公用服務的方式進行，如供應水、電力、
瓦斯。＂用多少付多少＂以及＂隨需即用＂
思考題
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請說明何謂雲端運算.
雲端運算的基本特徵為何?
雲端運算和網格運算的差別?
Cloud computing from
Youtube
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What is Cloud Computing
http://www.youtube.com/watch?v=TRnhawuq7tc
將科技融入生活未來的願景
http://www.youtube.com/watch?v=fpafA4orWwkhttp://www.youtu
be.com/watch?v=fpafA4orWwk
Cloud computing tutorial: What is cloud computing?
http://www.youtube.com/watch?v=QhTnWFj5cxc
什麼是「雲端運算」？
http://www.youtube.com/watch?v=Z5f2FQkLfdo
您的個人雲端
http://www.youtube.com/watch?v=BIlQqy4BBrE
雲端運算的佈署模型
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美國國家標準和技術研究院的雲端運算定義中
也涉及了關於雲端運算的部署模型 :
公用雲（Public Cloud）
私有雲（Private Cloud）
社群雲（Community Cloud）
混合雲（Hybrid Cloud）
公用雲（Public Cloud）
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公用雲服務可透過網路及第三方服務供應者，
開放給客戶使用，「公用」一詞並不一定代表
「免費」，但也可能代表免費或相當廉價，公
用雲並不表示使用者資料可供任何人檢視，公
用雲供應者通常會對使用者實施使用存取控制
機制，公用雲作為解決方案，既有彈性，又具
備成本效益。
私有雲（Private Cloud）
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私有雲具備許多公用雲環境的優點，例如彈性、
適合提供服務，兩者差別在於私有雲服務中，
資料與程式皆在組織內管理，且與公用雲服務
不同，不會受到網路頻寬、安全疑慮、法規限
制影響；此外，私有雲服務讓供應者及使用者
更能掌控雲端基礎架構、改善安全與彈性，因
為使用者與網路都受到特殊限制。
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社群雲（Community Cloud）
社群雲由眾多利益相仿的組織掌控及使用，例
如特定安全要求、共同宗旨等。社群成員共同
使用雲端資料及應用程式。
混合雲（Hybrid Cloud）
混合雲結合公用雲及私有雲，這個模式中，使
用者通常將非企業關鍵資訊外包，並在公用雲
上處理，但同時掌控企業關鍵服務及資料。
雲端運算的應用
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雲端服務(運算)
雲端科技
雲端運算特色
雲端運算產業
雲端服務(運算)
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「雲端服務」專注在於藉由網路連線從遠端取得服務。
例如提供使用者安裝和使用各種不同作業系統的
Amazon EC2服務。這類型的雲端計算可以視為「軟
體即服務」(SaaS, Software as a Service)概念的後
繼。
這些服務，使用者甚至可以只靠一支手機做到許多過
去只能在個人電腦上完成的工作。
雲端科技
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「雲端科技」則是著眼於利用虛擬化以及自動
化等技術來創造和普及電腦中的各種運算資源。
可以視為傳統資料中心(Data Center)的延伸，
且不需要經由第三方提供外部資源便可套用在
整個公司的內部系統上。
雲端運算的架構
雲端運算的運用範圍
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搜尋引擎、網路信箱、ＭＳＮ、分析DNA結構、
基因圖譜定序、解析癌症細胞等
雲端運算產業
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架構及服務 (IaaS)
提供了核心計算資源和網絡架構的服務
infrastructure stack:
Full OS access
Firewalls
Routers
AWS: EC2 (Amazon Elastic Compute Cloud)
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平台即服務 (PaaS)
提供平台給系統管理員和開發人員，以為它構
建、測試及部署定製應用程序
管理系統的成本昂貴
Popular services
Storage
Database
Google App Engine, Microsoft Azure
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軟體即服務 (SaaS)
通過Internet提供軟體的模式，用戶向提供商租用基
於Web的軟體，來管理企業經營活動，且無需對軟體
進行維護，服務提供商會全權管理和維護軟體
不用管理硬體與軟體, 操作簡單(瀏覽器)
Pay per use
Reliability
Security
Google Docs, Word processing, Financial Planning
雲端運算為何這麼紅?
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Web化的趨勢是將資料都放在伺服器上，資料都在伺
服器上，所以運算也在伺服器上。運算完成之後，將
運算後的結果傳遞到客戶端即可
現在公司與用戶之間，透過雲端溝通往來
將運算能力提供出來作為一種服務，企業或個人可以
透過網路取得
使用雲端運算可直接幫企業節省成本、提升效率
使用者所需的資料，放在網路的「雲」上面，在任何
可以使用網路的地方就可以使用。
雲端運算的缺點
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資料的存取速度自然遠比不上自己電腦上的硬
碟。
萬一Google App Engine來個大斷線、或者太
平洋海底光纖斷線，頓時白雲變烏雲
資訊安全的疑慮
思考題
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雲端運算的佈署模型有那幾種?
雲端運算為何這麼紅?
雲端運算如何應用於醫學相關領域
雲端運算的特色?
雲端運算用於醫療
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雲端運算科技應用於醫療品質核心指標之監測
與改善──某醫院耳鼻喉科的經驗分享
雲端運算導入風險之研究－以中、大型醫療院
所為例
利用虛擬化容錯技術建置雲端醫療影像檔案存
取系統
醫療院所導入雲端資訊系統障礙之研究
雲端運算科技應用於醫療品質核心指標之監
測與改善──某醫院耳鼻喉科的經驗分享
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黃德種、吳宛庭、方德詠、王拔群
台灣醫學雜誌, 54(12), 14-16, 2011
雲端運算科技的發展一日千里，個案醫院耳鼻喉科的
經驗證明，透過院內(私有雲)商業智慧及知識管理程
式，建立即時的服務成效監測系統，臨床單位可以利
用此雲端技術進行醫療品質的改善。雲端核心指標監
測系統是一迅速且強而有力的品質改善工具，單位主
管及主治醫師皆可以隨時在院內任何地方查詢自我臨
床服務成效的表現。
雲端運算導入風險之研究－以中、
大型醫療院所為例
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邱富園 (義守大學碩士論文, 2011)
雲端運算技術的特性即可以滿足醫療院所對於
資訊運算能力的需求。雲端運算為新興的運算
模型，主要應用於大型資料處理，是一種可以
提供大規模運算的資訊技術，除了具有高度地
可擴充性，也由專業的資訊技術人員所建構與
維護。當使用者在尋找更有效率與更有效能的
資訊技術時，雲端運算是最常被提到的一種解
決方案。然而，台灣尚未有醫療院所使用雲端
運算技術。
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因此，本研究蒐集彙整雲端運算技術可能的風
險因素，並加入技術特性相似的資訊科技委外
風險因素，提出雲端運算技術可能面臨的風險
因素架構。並以資訊系統建構較為周密的中、
大型醫療院所的資訊科技部門主管為主要研究
對象，
運用模糊德菲爾法確認出存放在雲端的資料可
能遭到非法竄改，而使資料喪失正確性、雲端
服務商在儲存媒體上沒有做實體隔離，可能導
致資料遭破壞與遺失、可能會失去資料的安全
性及隱私性…等總計26項風險因素為醫療院所
尚未導入雲端運算技術的主要風險考量。
利用虛擬化容錯技術建置雲端醫
療影像檔案存取系統
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郭政達 (東海大學碩士論文, 2011)
雲端運算透過現有網路技術、平行技術及分散
式技術，將分散的電腦組成為一個能提供超強
功能的叢集，為網際網路使用者提供運算、儲
存及軟硬體等服務。
本機電腦可以不用再像傳統電腦那樣需要空間
足夠的硬碟、大功率的處理器和大容量的記憶
體，只需要一些必要的硬體裝置如網路裝置和
基本的輸入輸出等設備。
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透過虛擬化管理工具，就能更有彈性管理應用
程式資源的配置。
本篇論文專注於將雲端儲存叢集融入虛擬化的
技術做到高可用性的服務。我們實作出一個醫
療影像系統，並且將系統儲存服務架構在分散
式檔案系統上。在名稱節點的部份以虛擬機器
做建置，透過分散式副本區塊配置就能將指定
的網絡設備做一整個磁碟的鏡像。
配合心跳技術控管，可做到虛擬機器高可用性
的即時同步與故障轉移備援切換。最後，透過
實驗也證明了資料儲存叢集高可靠性及容錯的
能力。
醫療院所導入雲端資訊系統障礙
之研究
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陳建宏 (義守大學碩士論文, 2012)
隨著人口老化與慢性病患的增加，醫療院所必
須處理的業務量日益增加，長年來累積的資料
量造成傳統醫療系統之資料儲存與擷取的困難。
目前醫療院所普遍擁有不同的醫療資訊系統，
除了患者資料標準化的問題之外，系統缺乏彈
性與可擴充性也造成醫療院發展的限制。
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雲端運算服務的特性可以幫助醫療院所克服日
益加深的困境。然而，目前僅有少數的醫療院
開始使用部分的醫療雲端運算服務。
因此，本研究由組織創新抵制之角度探究醫療
院所使用雲端運算服務之障礙與克服障礙之相
關策略。
Cloud computing for medical
research
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Storage and Retrieval of Medical Images
using Cloud Computing , 2012
Medical Information Integration Based Cloud
Computing , 2011
Efficient Use of Cloud Computing in Medical
Science , 2012
Medical Diagnostics Using Cloud Computing
with Fuzzy Logic and Uncertainty Factors in
Mobile Devices , 2013`
Medical Information Integration
Based Cloud Computing
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Network Computing and Information Security (NCIS),
2011 International Conference on
QingZang Huang
Current medical image processing applications
require management of huge amounts of data and
executive high-performance computing.
How to manage and analysis this large amount of
data effectively is a major challenge.
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This paper shows the initial formulation of medical
information integration model, it is designed to help
medical workers and medical departments to share
data, integrate resources and analyses data.
The model using the technology of cloud computing
to provide huge storage resources and powerful
computing capacity. The application level of this
system is on the basis of service.
Hadoop cluster is the main calculation module and
storage unit. MapReduce as the distributed
computing technology.
Efficient Use of Cloud Computing
in Medical Science
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Avula Tejaswi, Nela Manoj Kumar,
Gudapati Radhika, Sreenivas Velagapudi
American Journal of Computational
Mathematics, 2012
With the advent of cloud computing the
doctors can keep their information about their
critical diseases, critical cases and
sophisticated problem they phased.
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cloud computing has made it possible to
solve many complex problems very fast and
at a lower cost in less time. Almost all doctors
in various disciplines uses cloud computing to
solve their problems.
In this paper, attention is given to possible
implementation of Cloud computing
technology in the medical field, especially in
hospitals where there is intensive need of
computers for better cure for the diseases.
Medical Diagnostics Using Cloud Computing with
Fuzzy
Logic and Uncertainty Factors in Mobile Devices
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V. Aswin and S. Deepak
Lecture Notes on Software Engineering, 2013
The paper deals with the sample
diagnosis of diseases which can be
proven useful by tracking down its
symptoms via the mobile and analysis by
fuzzification of the classic symptom levels.
It leads to the chances of getting
awareness about the disease control
before complications.
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Every individual is supposed to have unique
symptoms that are to be stored in cloud
database by using Daas feature.
Conglomeration of cloud computing in mobile
devices and fuzzy logic with compositional rule
of inference applied to symptoms by medical
experts leads to the results that can be feasibly
derived at user’s mobile itself.
All the symptom data that are to be stored are
maintained as encrypted texts in order to
provide security, which are executed according
to the Encryption Standards.
思考題
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雲端運算如何應用於行動照護?
雲端運算如何應用於病歷管理?
雲端運算如何跟行動設備整合應用?
雲端運算應用於醫療與照護之未來發展?
Cloud Computing for learning
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Cloud computing in schools
http://www.youtube.com/watch?v=geOsp_A_7Ds
Cloud Computing in Education
http://www.youtube.com/watch?v=q9Mu1INm6KA
【雲端教學_教育學習】創意教師競賽 教案結合雲端
展創新
http://www.youtube.com/watch?v=h51Mnybjsv8
雲端教育資源庫
http://www.youtube.com/watch?v=3mHXCuNyevM
雲端運算應用於教育 (I)
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雲端教育
周祝瑛 劉豫敏, 《教育研究月刊》216期
隨著近年來網際網路的興起，「雲端運算」(Cloud
Computing)成為新興的科技新概念。雲端運算不但具
有「便利」、「無所不在」、「低成本」的特性，而
且透過寬頻網路的高度普及，形成小至個人、大至政
府單位皆可享用雲端技術所帶來的新便利。
一般人只要具備網路連線的裝置(如:電腦、手機、平
板)，就可以享受各式各樣的雲端服務。
雲端運算應用於教育 (I)
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因此許多機構不必再支付龐大的費用來購買軟硬體設
備或負擔高額的技術開發及維修經費。透過雲端，獲
得更即時、更便利的服務。因此，除了各行各業搶搭
雲端商機外，教育界也正積極探討，如何利用雲端運
算的技術，將其低價甚至免費的服務運用在教育場域
中。
本文將從雲端運算的定義及架構的概念介紹開始，其
次介紹各國與台灣的教育機構運用雲端運算的實際案
例，接下來敘述雲端運算可能的隱憂，最後以教育的
角度重新出發，反思雲端運算應用在教育中的意義。
雲端運算應用於教育 (II)
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教育雲端發展現況與挑戰
謝佩璇 ,教育研究月刊 , 216期, 2012
可以想像未來雲端科技的供應與收費就像水、電、瓦
斯一樣重要又合理嗎？根據美國國家標準與技術研究
院（National Institute of Standard and Technology,
NIST）對於雲端的定義，雲端具備五大基礎特性
（NIST, 2011），包括隨選自助服務（ondemand
self-service）、隨時隨地用任何網路裝置存取
（broad network access）、多人共享資源池
（resource pooling）、快速重新部署的彈性（rapid
elasticity）、被監控與量測服務（measured
service），
雲端運算應用於教育 (II)
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也就是說，只要在有網路的地方就可動態分配
系統資源，讓多個使用者可以透過簡易的介面，
隨時且快速的享用不同資源規模的服務，使用
者不需要考慮安裝軟硬體的規格或標準，在以
計次或計量收費（Pay As You Go, PAYG）的
契約制定下，雲端服務供應商可隨時監控使用
者需求，隨時擴充科技軟硬體需求，滿足不同
使用者的不同需求。
雲端運算應用於教育 (III)
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運用雲端桌面服務技術建構教育雲
林峰正、盧怡蒨、鍾浩翔 ,臺東大學綠色科學學刊, 2011
運用雲端桌面服務技術來代管老師與學生端電腦上的軟體與資料，
可提升教學的方便性，彈性延展計算效能與儲存空間容量，而雲
端的資料中心具有可無限延展的軟體、硬體與儲存設備之特色，
因此可將對學習效果有顯著幫助之資訊在雲端資料中心儲存與處
理，透過「雲端桌面服務」的方式傳送給老師與學生。
透過雲端運算技術與平臺，學校可用軟體租用的方式，為學校老
師與學生訂購所需之電腦軟體，再加上這些軟體無須安裝於本地
端電腦上，利用瀏覽器便可操作與使用，可使學校對於上課用電
腦統一管理、提升管理效率，並降低失竊率與故障率。
雲端運算應用於教育 (III)
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未來學生在家中只需利用家裡的網路設備，即可打開
自己的雲端書包做功課，老師們則能將教材上傳至共
通的教育雲平臺，達到教材共享。本論文分析不同個
人電腦即服務（PC as a Service, PCaaS）應用架構，
並架構於開放源軟體（Ulteo）之上，提出三種不同
應用程式服務（網頁應用程式服務、主機託管應用程
式服務、虛擬桌面服務）的整合架構，其中網頁應用
程式服務與主機託管應用程式服務實現了老師端與學
生端可能使用到的應用程式。
雲端桌面的使用者也可以透過虛擬桌面服務存取資料
中心的虛擬機器資源。
Cloud computing for education (I)
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Cloud computing for education: A new dawn?
Nabil Sultan , International Journal of
Information Management , 2011, 30(2), 109-116.
Educational establishments continue to seek
opportunities to rationalize the way they manage
their resources.
The economic crisis that befell the world following
the near collapse of the global financial system and
the subsequent bailouts of local banks with billions
of tax payers’ money will continue to affect
educational establishments that are likely to
discover that governments will have less money
than before to invest in them.
Cloud computing for education (I)
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Cloud computing is an emerging new computing
paradigm for delivering computing services. This
computing approach relies on a number of existing
technologies, e.g., the Internet, virtualization, grid
computing, Web services, etc.
The provision of this service in a pay-as-you-go way
through (largely) the popular medium of the Internet
gives this service a new distinctiveness. In this
article, some aspects of this distinctiveness will be
highlighted and some light will be shed on the
current concerns that might be preventing some
organizations from adopting it.
Cloud computing for education (I)
Cloud computing for education (II)
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A University of Greenwich Case Study of Cloud
Computing – Education as a Service
Victor Chang, Gary Wills, eprints.soton.ac.uk ,
2013
This paper proposes a new Supply Chain Business
Model in the Education domain and demonstrates
how Education as a Service (EaaS) can be
delivered.
The implementation at the University of Greenwich
(UoG) is used as a case study. Cloud computing
business models are classified into eight of
Business Models, this classification is essential to
the development of EaaS.
Cloud computing for education (II)
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A pair of the Hexagon Models is used to review
Cloud projects against success criteria; one
Hexagon Model focuses on Business Model and the
other on IT Services.
The UoG case study demonstrates the added value
offered by Supply Chain software deployed by
private cloud, where an Oracle suite and SAP
supply chain can demonstrate supply chain
distribution and is useful for teaching.
The evaluation shows that students feel more
motivated and can understand their coursework
better.
思考題
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雲端運算應用於教育之優點為何?
雲端運算應用於教育之缺點為何?
雲端運算應用於教育之未來發展?
The End
敬請指教