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關(guān)鍵詞:云計算技術(shù);網(wǎng)絡安全;評估
1引言
筆者通過分析云計算技術(shù)在網(wǎng)絡安全評估中的具體應用,確保網(wǎng)絡安全評估工作的順利進行。
2云計算技術(shù)基本介紹
所謂云計算技術(shù),指的是借助互聯(lián)網(wǎng)設備提供相關(guān)服務、創(chuàng)新使用及交付模式,以此來實現(xiàn)易拓展虛擬化資源的動態(tài)供應。云計算技術(shù)參與網(wǎng)絡安全評估活動,即預測網(wǎng)絡安全態(tài)勢,根據(jù)預測結(jié)果調(diào)整網(wǎng)絡操作行為,便于更好的應對網(wǎng)絡攻擊。對于網(wǎng)絡管理員,能夠在短時間內(nèi)獲取網(wǎng)絡安全問題,探索網(wǎng)絡安全處理對策,這對網(wǎng)絡安全環(huán)境創(chuàng)設具有重要意義,以此來實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的有效應用[1]。
3網(wǎng)絡安全評估常見問題
網(wǎng)絡信息時代悄然而至,在這一時代背景,云計算技術(shù)推廣遇到較多阻力,導致網(wǎng)絡安全評估工作的效果得不到完善,筆者通過總結(jié)網(wǎng)絡安全評估常見問題,為相關(guān)措施制定提供依據(jù)。
3.1數(shù)據(jù)存儲方面的問題
用戶借助網(wǎng)絡下載數(shù)據(jù)資料,并將其存儲于云端,這樣不僅能夠節(jié)省處理步驟,而且還能提高網(wǎng)絡資源利用率,避免數(shù)據(jù)資料丟失。若云端設備完整性受到破壞,那么數(shù)據(jù)資料容易丟失,并影響用戶決策。
3.2數(shù)據(jù)傳輸方面的問題
一般來講,重要的數(shù)據(jù)資料存儲于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心,這類資料包括客戶基本信息、未來發(fā)展規(guī)劃及財務報表等內(nèi)容,但這類數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中存在安全風險。首先,重要數(shù)據(jù)資料傳輸存在數(shù)據(jù)資料被竊取的風險。再者,云計算服務商可能成為數(shù)據(jù)資料外泄的主體。最后,非法用戶通過數(shù)據(jù)訪問進行數(shù)據(jù)竊取。
3.3數(shù)據(jù)審計方面的問題
云計算技術(shù)在網(wǎng)絡安全評估活動中具體應用,不僅要提供相應的數(shù)據(jù)服務,而且做好風險預防和控制工作,確保數(shù)據(jù)資料高效利用,以此滿足企業(yè)管理需要。如果企業(yè)所選云計算服務商,忽視客戶利益及安全風險,那么合作風險會大大增加,最終影響網(wǎng)絡安全評估效果,大大降低網(wǎng)絡安全評估準確性。
4云計算技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡安全評估措施
當前網(wǎng)絡安全評估工作推進的必要性較強,為獲取客觀、準確的網(wǎng)絡安全評估結(jié)果,應用云計算技術(shù)是極為必要的,下面筆者從三方面分析網(wǎng)絡安全評估的有效措施。
4.1提高云計算系統(tǒng)設計合理性
一方面,合理設計認證模型。利用身份認證技術(shù)獲取相關(guān)信息后,用戶需要輸入正確的賬號和密碼,來順利完成身份認證。對于單點登錄用戶,往往會為網(wǎng)絡攻擊者留下重要信息,進而會降低網(wǎng)絡用戶驗證的安全性。因此,設計動態(tài)身份認證系統(tǒng),避免為網(wǎng)絡攻擊者提供可乘之機,大大提高用戶認證的安全性,盡最大可能減少設備使用過程中的資金投入量。另一方面,優(yōu)化云計算服務設計效果。用戶在了解云計算服務的過程中,需要自行下載認證程序,并完成認證程序綁定,通過驗證碼輸入的方式成功登錄。需要注意的是,如果驗證時間過長,導致登錄超時,需要用戶及時更換新的身份驗證代碼,這一過程即動態(tài)驗證碼生成的過程[2]。
4.2掌握網(wǎng)絡安全態(tài)勢評估方法
為確保網(wǎng)絡安全態(tài)勢評估工作具體落實,需對原始數(shù)據(jù)進行預處理,以便為信息系統(tǒng)安全性提供可靠的數(shù)據(jù)支持,隊安全事件處理的過程中,通過數(shù)據(jù)模型建立的方式獲取概率值及參考值。在對網(wǎng)絡安全評估工作順利推進的過程中,針對情境信息進行適當轉(zhuǎn)換,以便為安全態(tài)勢預測制定合理的處理方法。針對網(wǎng)絡安全態(tài)勢用數(shù)值來表示,根據(jù)數(shù)值大小分析網(wǎng)絡操作的穩(wěn)定性,預測網(wǎng)絡風險,數(shù)據(jù)預處理過后對其有序組合,實現(xiàn)網(wǎng)絡安全態(tài)勢的客觀判斷,據(jù)此分析網(wǎng)絡安全值,對比了解網(wǎng)絡安全差異。在網(wǎng)絡安全受到影響后,根據(jù)變化數(shù)據(jù)掌握網(wǎng)絡安全的情況,并進行總結(jié)和記錄。
4.3有序推進網(wǎng)絡安全防御技術(shù)
第一,進行數(shù)據(jù)加密。應用數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全性,以免網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息的丟失,這對網(wǎng)絡安全維護具有重要意義,數(shù)據(jù)加密技術(shù)的巧妙應用,為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供安全保障,并盡可能降低數(shù)據(jù)丟失風險。云計算技術(shù)具有數(shù)據(jù)共享的服務優(yōu)勢,它允許數(shù)據(jù)資源高效共享,但前提是用戶合法訪問,從另一個角度來講,非法訪問操作的數(shù)據(jù)分享行為不被支持。在這一過程中,提高數(shù)據(jù)加密技術(shù)利用率,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的及時隔離,避免個別數(shù)據(jù)丟失導致整體網(wǎng)絡安全性受到威脅,進而使企業(yè)遭受嚴重的經(jīng)濟損失。第二,安全認證具體推進。安全認證方式多樣,用戶根據(jù)網(wǎng)絡使用需要選擇適合的驗證方式,對于網(wǎng)絡安全意識較差的用戶,通過認證的方式完成安全認證。云技術(shù)服務商進行安全認證時,應結(jié)合認證方式,避免重要數(shù)據(jù)資料丟失。第三,無邊界安全防護。以往數(shù)據(jù)安全防護模式較單一,但現(xiàn)在,新型數(shù)據(jù)安全防護模式具有多樣化特點,應用云服務完成邊界防護任務,能夠提高數(shù)據(jù)信息整合效率,按照邏輯程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)資料的隔離。在了解用戶需求的基礎(chǔ)上,針對數(shù)據(jù)資料進行合理分類,這不僅對獨立安全系統(tǒng)建立有重要意義,而且有利于擴大安全范圍,加快安全服務中心建設速度。
4.4運營商在網(wǎng)絡安全評估中的表現(xiàn)
當前網(wǎng)絡信息技術(shù)時展步伐逐漸加快,互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在發(fā)展的過程中,掌握云安全問題的處理對策,同時,運營商探索轉(zhuǎn)型的有效途徑,為云計算技術(shù)應用提供廣闊空間,具體措施為:針對網(wǎng)絡安全風險客觀評估,建立不同類型的云組織模式,同時,設置安全服務等級,使用戶能夠參照已有服務等級進行風險評估,在一定程度上能夠減少評估資金的投入。數(shù)據(jù)加密技術(shù)集成處理,在此期間,建立健全云計算安全防御體系,完善云計算服務設施,同時,創(chuàng)新云計算安全技術(shù)手段,來保證用戶信息的安全性,這對云計算系統(tǒng)穩(wěn)定使用有重要意義;通過可信云建立的方式加強安全認證,在這此過程中,可借助新算法構(gòu)建信任關(guān)系,并通過結(jié)合方法強化對云端信任度,不僅對用戶信息安全性保證有重要意義而且能夠避免數(shù)據(jù)信息泄露[3]。
5結(jié)語
綜上所述,云計算技術(shù)在應用的過程中,網(wǎng)絡安全防護方式應不斷進行創(chuàng)新,對云計算技術(shù)大范圍推廣有重要意義。由于我國實踐云計算技術(shù)的時間較短,現(xiàn)有云計算技術(shù)應用經(jīng)驗不足,進而網(wǎng)絡安全評估工作只能片面推進,最終得到的評估結(jié)果缺乏真實性。當前網(wǎng)絡信息時代不斷發(fā)展,人們對網(wǎng)絡安全防護工作提出了更高的要求,不僅要對網(wǎng)絡安全評估方式不斷創(chuàng)新,而且研究學者應探索云計算技術(shù)應用的最佳途徑,建立健全網(wǎng)絡安全評價標準,并提供用戶用網(wǎng)滿意度。筆者在理論內(nèi)容的基礎(chǔ)上,總結(jié)當前網(wǎng)絡安全評估常見問題,提高云計算系統(tǒng)設計合理性、掌握網(wǎng)絡安全態(tài)勢評估方法、有序推進網(wǎng)絡安全防御技術(shù)和了解運營商在網(wǎng)絡安全評估中的表現(xiàn)等措施進行問題處理,這樣不僅提高網(wǎng)絡安全評估準確性和客觀性,而且對網(wǎng)絡安全系統(tǒng)獨立發(fā)展具有重要意義。
參考文獻
[1]魏斯超,張永萍.基于云計算技術(shù)的網(wǎng)絡安全評估技術(shù)研究及應用[J].數(shù)字技術(shù)與應用,2016(5):211.
這14位與會CIO所在的企業(yè)在2012年營業(yè)額總量超過17000億元人民幣,相當于2012年中國GDP總額的3%左右。在這些CIO眼中,他們關(guān)心和關(guān)注的云計算問題有哪些?
1、云計算推進途中的阻力要怎樣越過?
一位央企CIO表示,虛擬化之后發(fā)現(xiàn)能夠動態(tài)調(diào)用的資源比例沒有本質(zhì)改變,云計算的推進也面臨同樣的問題。整個預算管理流程都將發(fā)生變化,CIO如何應對?
2、應用云計算以后,還需要每年花很多錢在軟件應用許可證上嗎?
應用云計算仍需購買軟件應用許可證,那些為昂貴的軟件許可證所擾的CIO,當面對不懂云的企業(yè)經(jīng)濟師或CEO時,該怎么解釋?買國際化還是本地的License好?怎樣利用虛擬化技術(shù)或桌面云減少License上的花銷?
3、CIO主動向CEO提云計算是不是自找麻煩?
談到云計算,CEO只關(guān)心兩個問題:1.云計算能幫企業(yè)省錢嗎? 2.云計算能幫企業(yè)賺錢嗎?一位來自制造業(yè)的CIO直言,在沒有看到相對成熟的技術(shù)路線、技術(shù)標準、應用規(guī)范時,CIO向CEO推薦云計算,是給自己找麻煩。
4、云計算是技術(shù)創(chuàng)新還是商業(yè)模式創(chuàng)新?
關(guān)于云計算,與會CIO之間還存在一些分歧:有人認為云計算應該是技術(shù)上的創(chuàng)新,沒有技術(shù)創(chuàng)新的云是“假云”;有人認為云計算是商業(yè)模式上的創(chuàng)新,這個模式的基礎(chǔ)是虛擬化技術(shù)和資源共享。雙方各執(zhí)一辭。
5、本著為企業(yè)降低成本的“云”是貴還是便宜?
現(xiàn)在云計算涉及到的設備和軟件都很貴,而且能力沒有外界吹捧的那么大。有與會CIO表示,在節(jié)省成本、資源利用率上,云計算對大規(guī)模的公司是有效的,對小公司來說意義不大。
6、云計算能讓企業(yè)IT從成本中心轉(zhuǎn)向利潤中心嗎?
一位與會CIO說希望能夠把企業(yè)IT平臺化,即滿足企業(yè)內(nèi)部員工生產(chǎn)管理需求,又滿足企業(yè)和供應商交互、和客戶交互過程中的所有需求,并且和App store之類的電商平臺一樣使用方便。希望能借云計算把企業(yè)IT從成本中心變成利潤中心。
7、云計算是機會還是風險?
與會CIO提出,云計算的實施模式是將原本由下屬企業(yè)、分子公司分散進行的IT投資和建設都集中到總部,這存在很大風險。而有了云之后,企業(yè)的很多資源可以共享和彈性調(diào)配,更充分的利用IT投資。云促進了企業(yè)意識上的變革。
IT專家看云計算:
Alexander Vul BMC首席架構(gòu)師
云計算的生命周期管理需要6項核心功能:全面服務配置、好的基礎(chǔ)設施、智能部署、模塊化的服務設計、統(tǒng)一云計算管理、以及以分析驅(qū)動的可視化管理。
蘇玉龍 BMC北亞區(qū)總經(jīng)理
云管理只是工具,最重要的還是支撐業(yè)務快速推出。用戶期待能夠隨時隨地、按照各種方式、使用各種終端接入企業(yè)IT應用,希望IT更靈活和個性化,這種“自助式”的變革使得IT部門和業(yè)務部門之間的關(guān)系發(fā)生微妙的改變。
關(guān)鍵詞:云計算;信息化;系統(tǒng)建設
中圖分類號: TE319 文獻標識碼:A
云計算(cloud computing),分布式計算技術(shù)的一種,使用者只要輸入簡單指令即能得到大量信息。透過這項技術(shù),網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內(nèi),達成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息,達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡服務。醫(yī)療惟有通過先進的信息化手段,建立共享服務,才能推動各醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)患資源的靈活流動和結(jié)構(gòu)優(yōu)化?;谶@種狀況,這就需要一種全新的平臺為它服務,基于Internet的云計算平臺將會在其中發(fā)揮重要作用。在醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設中,通過云計算所提供的各種虛擬化服務,可以很好地解決現(xiàn)階段所存在的問題。
1 云計算概述
1.1定義
云計算狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設施的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源;廣義云計算是指服務的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。它是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。旨在通過網(wǎng)絡把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng),并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先進的商業(yè)模式把這強大的計算能力分布到終端用戶手中。
云計算的核心思想,是將大量用網(wǎng)絡連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度,構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務。其基本原理是利用非本地或遠程服務器(集群)的分布式計算機為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(計算、存儲、軟硬件等服務)。用戶根據(jù)需求訪問計算和存儲系統(tǒng)。
1.2云計算的基本原理
云計算的核心思想,是將大量用網(wǎng)絡連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度,構(gòu)成一個計算資源池為用戶按需服務。云計算的基本原理是通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似,這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應用上,根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。
在未來,只需要一臺筆記本或者一個手機,就可以通過網(wǎng)絡服務來實現(xiàn)我們需要的一切,甚至包括超級計算這樣的任務。云計算的應用包含這樣的一種思想,把力量聯(lián)合起來,給其中的每一個成員使用。
2 醫(yī)院信息資源構(gòu)建
基于云計算的區(qū)域衛(wèi)生信息系統(tǒng)構(gòu)建能夠滿足海量醫(yī)療數(shù)據(jù)的存儲和訪問。采用多個服務器集群協(xié)同工作,系統(tǒng)高效穩(wěn)定,數(shù)據(jù)安全性高,醫(yī)院能在短時間內(nèi)完成自身信息系統(tǒng)的部署,降低硬件成本和管理成本,減少由于本地誤操作帶來的數(shù)據(jù)丟失的風險。基于云計算的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺的組成,見圖1。
圖1 基于云計算的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺組成
平臺為每一個用戶都創(chuàng)造了一個完全獨立的虛擬系統(tǒng)環(huán)境,在每一個用戶看來,自己都是云計算平臺唯一的用戶。用戶可以通過多種不同的終端,例如:臺式計算機、便攜式計算機、手機甚至智能家電接入云計算平臺。這讓云計算平臺的使用非常方便。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,云計算將在醫(yī)療信息化中體現(xiàn)出獨有的優(yōu)勢。
基于云計算的區(qū)域衛(wèi)生信息平臺的架構(gòu),見圖2。從系統(tǒng)架構(gòu)的角度看,云計算平臺主要由Web層、負荷分配層、數(shù)據(jù)管理層、計算邏輯層、物理計算設備層和物理存儲設備層組成。
2.1Web層。Web層負責實現(xiàn)云計算平臺的Web站點,該站點是用戶訪問云計算平臺的唯一接口。負責用戶訪問、注冊、服務訂制,及服務狀態(tài)查詢等。用戶可以通過電腦,手機等終端接入客戶端服務器,選擇合適的信息服務,注冊活得授權(quán)后,可實時查詢、訂制、管理相關(guān)服務。
2.2負荷分配層。負荷分配層是云計算平臺的核心部件。該層具有4個主要功能:①將用戶的計算任務劃分成若干部分,并決定執(zhí)行每一個任務的計算設備;②將待存儲的數(shù)據(jù)劃分成若干部分,并決定相應的存儲設備;③將計算邏輯層返還的計算結(jié)果整合后,再反饋給用戶;④根據(jù)數(shù)據(jù)讀取請求,指令數(shù)據(jù)管理層讀取數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)整合后輸出。
2.3數(shù)據(jù)管理層。數(shù)據(jù)管理層主要控制數(shù)據(jù)存儲設備進行數(shù)據(jù)讀寫操作。它是各種數(shù)據(jù)在統(tǒng)一標準下的集合,包括健康檔案基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)等。
2.4計算邏輯層。計算邏輯層負責根據(jù)負荷分配層確定的計算任務分配方式,控制具體的計算設備進行計算,并在計算完成后返還結(jié)果。
上述4層組成了云計算平臺的軟件部分。物理計算設備層和物理存儲設備層代表了云計算平臺所整合的所有物理設備,它們組成了云計算平臺的硬件部分。最后通過HTML,用AJAX等客戶端技術(shù)將管理和使用界面根據(jù)不同用戶所具有的權(quán)限呈現(xiàn)給醫(yī)療衛(wèi)生部門及患者等用戶。
3 區(qū)域云計算實踐說明
為了達到虛擬化云計算的目標,促使整個系統(tǒng)盡可能靈活運轉(zhuǎn),分布式地查詢申請并得到匯總的查詢結(jié)果,需要所有醫(yī)療機構(gòu)都采用該接口標準。考慮到區(qū)域內(nèi)已經(jīng)實施完全同構(gòu)系統(tǒng)的概率十分之低,所以該接口需要投入一定人力來實現(xiàn),并有專人負責維護,接口維護的工作量還是遠低于異構(gòu)數(shù)據(jù)采集整理的工作量的,畢竟通過接口導入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是根據(jù)主管部門要求標準化的,而導出則由各個醫(yī)療機構(gòu)根據(jù)自身情況自行負責維護。如果不需要互相訪問數(shù)據(jù)的共享、互動服務,則可以忽略導出的環(huán)節(jié)。標準化是一個必不可少的環(huán)節(jié),無論哪種方案,標準化都是信息化過程真正價值之所在。
搭建數(shù)據(jù)索引平臺是整個模型的核心,需要根據(jù)自身需要向有實力的廠商定制開發(fā),索引平臺本身也可以存儲數(shù)據(jù),依然可以根據(jù)需要,對分布式查詢時間過長的請求進行數(shù)據(jù)固化存儲,但是大多數(shù)數(shù)據(jù)服務請求應該是實時進行的,為了不至于影響各個醫(yī)療機構(gòu)的在線業(yè)務,將索引分成了實時在線、在線容災和備份3種,一般的數(shù)據(jù)請求應當通過在線容災索引查找,海量數(shù)據(jù)分析可以直接從數(shù)據(jù)備份索引中提取全部備份數(shù)據(jù)進行分析,必須要進行實時在線查詢的,才用到實時在線索引所涉及的數(shù)據(jù),這種信息服務應當盡量限制,以防影響到各個醫(yī)療機構(gòu)自身的運營。所以,雖然是龐大的云計算服務中心,實際真正利用的主要是各個醫(yī)療機構(gòu)處于空閑等待狀態(tài)的容災和備份系統(tǒng)。
索引并不是獨立的單元,是前面基于Web Service技術(shù)實現(xiàn)的服務中心的一部分,對數(shù)據(jù)服務和應用服務的請求起到一個引導作用,讓授權(quán)用戶可以通過云計算服務中心以最安全、快捷、有效的方式獲取所需數(shù)據(jù)。
在數(shù)據(jù)索引平臺搭建的基礎(chǔ)上,就可以增加應用,如資源調(diào)度與控制中心等服務,通過對各個網(wǎng)絡計算節(jié)點軟、硬件資源富余情況的分析,至少可以通過交叉?zhèn)浞莺徒徊嫒轂牡姆绞綄⒏骷裔t(yī)院的備份和容災系統(tǒng)充分調(diào)動起來。一方面解決真正意義上的異地容災和備份問題,當其中一家醫(yī)療機構(gòu)出現(xiàn)數(shù)據(jù)災難性事故時,可以通過云計算服務中心直接從其它計算節(jié)點上獲取備份數(shù)據(jù),甚至直接獲取在線容災應用服務,以度過災難恢復期;另一方面,通過資源調(diào)度與控制,將富余的軟硬件資源充分利用于云計算中心的索引服務和其他外延的服務上,增加云計算服務的吞吐量和服務性能。設計優(yōu)良的云服務中心,不會將自身的備份容災問題忽略掉,通過資源調(diào)度與控制,隨時選擇當前擁有最佳富余資源的若干個計算節(jié)點作為自身的容災備份節(jié)點是十分重要的,平時可以通過負載均衡技術(shù)將超出主服務中心吞吐能力的服務分散到其他容災備份節(jié)點上去,萬一出現(xiàn)系統(tǒng)故障,則可以利用這些容災備份節(jié)點臨時頂替全部服務工作,直到主服務中心恢復。而且其他容災備份節(jié)點的維護可以交由各個計算節(jié)點的工作人員來承擔。
針對發(fā)展迅猛的區(qū)域衛(wèi)生醫(yī)療,云計算服務中心更具有無法比擬的優(yōu)勢,通過將各個醫(yī)療機構(gòu)的應用虛擬化,各個中小型的社區(qū)衛(wèi)生醫(yī)療機構(gòu)可以通過調(diào)用Web Service接口等方式,在僅安裝客戶端的情況下(客戶端主要用于和檢查檢驗設備對連接,自動采集設備數(shù)據(jù))直接申請LIS、PACS等在線醫(yī)療信息服務,還可以通過云計算服務中心直接獲取諸如雙向轉(zhuǎn)診、遠程醫(yī)療等服務,自己不用再投入人力、物力建設相對復雜和需要技術(shù)支持的系統(tǒng),甚至都無需關(guān)心哪個醫(yī)療機構(gòu)在提供相關(guān)服務,只要在授權(quán)范圍內(nèi)直接享受服務就可以,備份、容災等問題全部交由云計算服務中心去處理。
參考文獻
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[2]葉勇.現(xiàn)代化醫(yī)院的信息載體--電子病案[J].安徽醫(yī)藥,2005,04,30.
關(guān)鍵詞:云計算;移動云計算;移動學習;學習系統(tǒng)
中圖分類號:TP391 文獻標識碼: A 文章編號:2095-2163(2015)04-
Innovation of Vocational Educational Courses with Mobile Internet Thinking
LU Yuanrong
(Guangdong Engineering Polytechnic, Guangzhou 510520,China)
Abstract: With the development of mobile Internet and cloud computing technology, mobile-learning has gradually become the hot spot of educational research. The combination of Mobile cloud computing technology and mobile learning is the development trend of Education Informationization. This paper analyzes the characteristics of mobile cloud computing, the relationship between mobile learning and the change of education, and provides the design of a learning system based on mobile cloud computing architecture, which provides a new way for the research of mobile-learning.
Keywords: Cloud Computing; Mobile Cloud Computing; Mobile-learning; Learning System
0引 言
隨著無線移動通信技術(shù)、移動智能終端的發(fā)展、4G時代的到來,如何借助于現(xiàn)代先進的通訊技術(shù)和設備、同時基于現(xiàn)代移動網(wǎng)絡,讓學習不再受地域、時間、人、學習形式的限制,開展“Anywhere、Anytime、Anyone、Anystyle”的學習是教育信息化的一個研究熱點[1]。
時下,學習者主要是運用手中的移動智能終端開展移動學習,而且隨著技術(shù)的進步,智能終端的配置越來越高,八核CPU已經(jīng)比較常見,并且支持多種音頻、視頻的播放格式,其內(nèi)部還嵌有高清攝像頭,同時則自帶GPS模塊、重力感應、光線感應、電子羅盤、陀螺儀等感應器。至此,移動智能終端的快速、高精發(fā)展,即已對人們的生活、學習、包括思維方式都產(chǎn)生了廣泛而重要的深遠影響。但是,遇到需要復雜運算、強大服務、高容量存儲的場合,目前的移動智能終端卻也表現(xiàn)了其性能指標有限性的欠缺[2]。通過研究表明,引入移動云計算可以有效解決移動智能終端的不足,同時提升其現(xiàn)有優(yōu)勢,本文即針對這一課題展開系統(tǒng)論述和全面研究。
1移動云計算與移動學習概述
1.1移動云計算概述
云計算(Cloud Computing)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算模式,能把存儲于PC、移動終端等設備上的大量信息和處理器資源集中在一起實現(xiàn)調(diào)度整合與協(xié)同工作[3]。移動云計算是云計算與移動互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合,在移動云計算模式下,所有運算和處理都在云端完成,用戶通過移動互聯(lián)網(wǎng)提供需求,快速獲得所需要的處理結(jié)果,而無需考慮這一過程需要調(diào)配的基礎(chǔ)設施、平臺、軟件或應用。移動云計算突破了傳統(tǒng)模式下應用程序必須依賴終端設備的限制,實現(xiàn)了與移動終端設備的無關(guān)性?;谝苿釉朴嬎愕囊苿訉W習,集中了移動云計算與移動學習的優(yōu)點,為自主學習、協(xié)作學習帶來了廣闊的發(fā)展空間。
1.2基于移動云計算的個性化自主學習
自主學習是學習個體、個體行為和學習環(huán)境三者交互作用的非獨立相關(guān)過程,指學習者充分發(fā)揮學習的積極性,獨立自主地完成相關(guān)學習任務。自主學習強調(diào)學習者的主導地位、學習動機的自我驅(qū)動和學習的獨立性。移動智能終端的便攜性可以讓學習者自主選擇學習環(huán)境(Anywhere),快速交互性則讓學習者可以在任何時間(Anytime)與教育者、學習同伴快速交互(Anyone),獲得別人的幫助,并提高學習效率。同時云端強大的資源存儲和運算能力,即使學習者可以選擇自己喜歡的方式、適合的學習策略(Anystyle)進行學習,并完成學習成果檢驗。而且,移動學習中,學習者與教育者的分離,將進一步有助于學習者學習獨立性的培養(yǎng)和建立。
1.3基于移動云計算的協(xié)作學習
協(xié)作學習是學習者組成學習小組,通過小組成員的共同努力、合作互助實現(xiàn)共同的學習目標。關(guān)于云計算下的協(xié)作學習,上海師范大學周黎的定義是:用云計算輔助教學和支持協(xié)作學習的技術(shù)方法,在云端建立“云”環(huán)境,以使學生和教師各角色間進行協(xié)作交流,是計算機支持的協(xié)作學習的延伸和發(fā)展[4]。
在移動云計算下的協(xié)作學習,學習者將可借助移動終端,能夠在任何時間、任何地點進行主動的知識建構(gòu),或者是以學習小組組織者的身份,也或者就是參與者的身份,與教育者和同伴進行交互,與此同時,這種方式也將在更大程度上有利于培養(yǎng)學習者的個性和團隊精神。
2移動云計算為教育帶來的改變
2.1教育資源訪問方式的變化
學習者可以在任何時間、任何地點,根據(jù)某一時段、甚至某一時刻的任何需求來靈活訪問教育資源,并產(chǎn)生學習行為。教師通過對海量的學習資源進行歸類、管理,進而制定相應云資源的訪問規(guī)則。其中的教育資源既可以通過教育者,也可以通過學習者進行有關(guān)的補充、修改、完善、訪問、共享。
2.2教與學方式的變化
移動云計算下的學習,強調(diào)以學習者為中心的自主學習和協(xié)作學習,不僅突破了時空限制,實現(xiàn)了課程學習和社會實際需求的有效鏈接,而且提供了學生間、校際、校企共同參與教與學過程的良好契機,進而從中提升了學生知識遷移、終身學習和解決實際問題的能力。
教育者的使命職責也將隨之而轉(zhuǎn)換為:構(gòu)建個性化的移動學習環(huán)境、整合教育資源、優(yōu)化教學過程、組織學習活動、提供適合學生個人特點與發(fā)展需求的學習策略,并給予學習上的幫助和鼓勵。學習者則可以根據(jù)個人的需要和進展程度,自主選擇學習策略、學習方式和學習內(nèi)容[4]。
2.3師生交互方式的變化
在移動云計算下,師生之間的交互不再只是局限于課堂上交流,而是通過移動終端外延至移動學習系統(tǒng)平臺上,并且教育者的角色也不一定局限于教師,更可以是進行協(xié)作學習的學生。借助移動終端和云計算技術(shù),教育者和學習者將可以在真實的學習情境中,真正實現(xiàn)在任何時間、任何地點的雙向交流,如此將可迅速提升學習者解決實際問題的職業(yè)能力。不言而喻,教育質(zhì)量也將得到顯著提高。
綜上可知,教學過程中,在學習者方面,通過彼此之間的信息交互、互助協(xié)作實現(xiàn)教學目標,而在教師方面的即時性、有針對性的指引效果產(chǎn)生,就使得這種快捷便利交互方式的設計建立,即對學習者的知識重構(gòu)必將具有重大的現(xiàn)實意義和綜合應用價值。
3云計算下移動學習的系統(tǒng)設計
3.1移動學習系統(tǒng)的業(yè)務用例
在進行移動云計算架構(gòu)下的學習系統(tǒng)設計時,即需要以學習系統(tǒng)作為研究對象,通過業(yè)務用例圖,針對與移動學習系統(tǒng)相關(guān)的業(yè)務執(zhí)行者預期通過系統(tǒng)交互而達到的需求目標展開目標[5-6]。分析可得,移動學習系統(tǒng)業(yè)務用例圖如圖1所示。
圖1 移動學習系統(tǒng)業(yè)務用例圖
Fig.1 Business use case of mobile learning system
3.2學習系統(tǒng)總體架構(gòu)圖
基于移動云計算的學習系統(tǒng)把計算、功能存儲、服務器、應用程序等放置于云端,同時提供統(tǒng)一的接口以供訪問。把教學資源等學習內(nèi)容作為學習系統(tǒng)的應用層,提供在線的學習服務。作為學生和教師的用戶通過智能終端、PC,借助網(wǎng)絡訪問應用層的資源。基于移動云計算的學習系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖2所示[7-9]。
圖2 移動學習系統(tǒng)架構(gòu)圖
Fig.2 Mobile learning system architecture diagram
3.3教學內(nèi)容框架設計
結(jié)合移動終端的特點設計學習系統(tǒng)的內(nèi)容框架如圖3所示,具體包括三大模塊:教學資源模塊、互動教學模塊、教學測試模塊。在此,對每一組成模塊的功能實現(xiàn)進行如下綜述。
(1)教學資源模塊,為學習者提供基于云端的課內(nèi)、課外和導學教學資源。課內(nèi)學習資源包括:課程專題學習內(nèi)容、教學大綱、課件、作業(yè)等。導學資源包括:案例分析、輔助教學工具下載、學習流程推薦、作業(yè)分析與評價、學習策略等。課外拓展資源則可為學有余力者提供深入學習的資源,同時也通過實際的案例吸引學習困難者,幫助其建立和提高學習信心。
(2)互動教學模塊通過在線答疑、練習、討論區(qū),為學習者提供與學習同伴、教育者交流互動的機會,消除學習中的障礙,同時也為學習者提供作業(yè)、作品的展示區(qū)域,激發(fā)學生的學習主動性和熱情。
(3)教學測試模塊為學習者提供在完成相應的課程之后的學習效果測試,這些測試除了包括教育者預先設定的、與當前學習內(nèi)容配套的固定測試,也可以是學習者自主選擇不同的學習主題實行隨機出題的自選測試,或者是幾個學習者為實現(xiàn)學習效果比拼的組隊測試。在各類相應的測試之后,學習系統(tǒng)將會為學習者提供總結(jié)評價,以利于學習者分析、并反思學習過程。
圖3 移動學習系統(tǒng)教學內(nèi)容設計框架
Fig.3 Teaching content design framework for mobile learning system
4結(jié)束語
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展,高數(shù)據(jù)傳輸速率的4G時代的來臨,云計算技術(shù)的日趨成熟,構(gòu)建基于云計算的移動學習系統(tǒng)已然成為日后學習型社會的必然發(fā)展趨勢。21世紀的教學理念即是“以學生為中心”,而移動學習、個性化學習和協(xié)作學習則是未來教育體系的重要組成。移動云計算架構(gòu)下學習系統(tǒng)的設計實現(xiàn)必將具有廣闊的應用拓展空間,其研究成果值得教育工作者們做深入的研究與探索,對于解決當前教育信息化過程中的問題、構(gòu)建個性化的移動學習環(huán)境,并提高教育教學質(zhì)量將具有全面且積極的現(xiàn)實優(yōu)勢意義。
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關(guān)鍵詞 云計算 網(wǎng)絡計算 移動互聯(lián)網(wǎng)
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A
Applications of Cloud Computing in the Field of Mobile Communications
WAN Hui
(School of Software Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)
Abstract This paper focuses on a brief analysis of cloud computing technology, describes the practical issues of cloud computing technology and the presence of the benefits achieved. Through a portion of the actual cases and practical application of fully integrated domestic mobile communications operators corresponding feature in it, analyze and discuss the introduction of technologies such as cloud computing related issues.
Key words cloud computing; network computing; mobile Internet
1 云計算技術(shù)的概述
云計算技術(shù)可以簡單地理解為使用“云”實現(xiàn)計算處理的目的,經(jīng)過計算機網(wǎng)絡能夠向用戶提供各種類型的在線業(yè)務功能實現(xiàn)技術(shù)概念。各種不同于人們傳統(tǒng)模式應用計算機系統(tǒng)的操作方式,云計算能夠把個人電腦轉(zhuǎn)移到計算機網(wǎng)絡上。面向用戶的計算機網(wǎng)絡接口操作界面相當于傳統(tǒng)模式上的計算機桌面;然而那具有功能強大的“云”相當于計算機主機,用戶只是需要使用便捷的移動終端設備,可以在任意時間在任意地點,借助計算機網(wǎng)絡能夠便捷地在云里獲取得到所需要使用的個人資源、使用軟件與操作服務等方面。用戶不需要關(guān)心云的實際大小、存放位置與具體配置,也不需要了解云計算整體結(jié)構(gòu)體系的運行機制。只是需要啟動云計算相應的開關(guān),即為計算機網(wǎng)絡的接入口,就能夠直接享受所需要提供的具體服務。①根據(jù)技術(shù)層面進行分析,云計算是并行式計算、分布式計算、網(wǎng)格式計算、效用式計算與虛擬化等各種具體化概念通過融合與躍升過程的實際結(jié)果,其能夠很好地反映到應用計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)計算過程效率最大化以及最簡單化的演化過程目標。云計算技術(shù)主要包含三個最基本的構(gòu)成部分,分別為應用式服務層、分布式存儲層與分布式隊列層。分布式存儲層是由大規(guī)模功能強大以及互聯(lián)網(wǎng)互相連接的計算機系統(tǒng)集群所構(gòu)成,執(zhí)行在多操作系統(tǒng)云、平臺上的各種具體服務能夠很好地跨越各種不同的服務器與計算機網(wǎng)絡,能夠為移動終端認證用戶提供各種實際的具體服務。
2 云計算技術(shù)的問題
2.1 技術(shù)問題
因為云計算計算的實際投資成本巨大與不能夠進行復制,當前階段仍然不存在有效形式的技術(shù)仿真實現(xiàn)平臺。因此在實際的實現(xiàn)過程當中,假如建立完善形式的云計算實現(xiàn)策略會是個十分重大的挑戰(zhàn)。數(shù)以萬計臺服務器將怎樣放置與實現(xiàn)連接,在不限制任何實際性能的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬、動態(tài)以及有效地配置全部資源的直接目標,包含路由功能、存儲應用與服務器,數(shù)據(jù)信息怎樣實現(xiàn)遷移、整合以及數(shù)據(jù)信息中心的有效控制管理等具體方向。
2.2 網(wǎng)絡連接問題
具備穩(wěn)定快速和隨時隨地的互聯(lián)網(wǎng)連接響應特點是實現(xiàn)云計算技術(shù)服務的關(guān)鍵條件。伴隨著云計算技術(shù)的實際廣泛應用,對于移動通信的計算機網(wǎng)絡覆蓋面要求標準不斷提高,促使移動計算機網(wǎng)絡構(gòu)建進程得到加速發(fā)展。
2.3 安全性問題
安全性問題屬于云計算技術(shù)中十分棘手的實質(zhì)問題,其包含數(shù)據(jù)信息存儲與數(shù)據(jù)信息傳輸通道的安全保密性以及數(shù)據(jù)信息交換過程的安全保護效果。
2.4 兼容性問題
兼容性問題不但包含各種操作系統(tǒng)、軟件運行平臺與計算機網(wǎng)絡之間的實際兼容性,甚至是對于同一款應用軟件各種不同實際版本的兼容性問題也是不可忽略的實際問題。
2.5 商業(yè)模式問題
目前階段,除了不具備存儲功能以為,基本上大部分以計算機網(wǎng)絡為基礎(chǔ)的軟件操作應用的云計算技術(shù)服務都是免費的,因此需要推廣收費形式的云計算技術(shù)服務還有待完善。
2.6 社會問題
咨詢公司就云計算技術(shù)的信賴度問題進行有關(guān)的調(diào)查表明,大部分人群知道云的可靠性相對比較高,能夠放心地存儲相應的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息。然而對于需要進行保密處理的信急文件,例如一部分實際企業(yè)的商業(yè)資料文件或者個人秘密文件,大部分的云存儲與少部分關(guān)鍵的本地數(shù)據(jù)信息存儲的充分結(jié)合才能夠成為云服務的理想形式。
3 云計算在移動通信領(lǐng)域的應用
3.1 云計算在移動運營商的應用前景
伴隨著移動運營商的3G技術(shù)市場擴展,手機移動端的實際應用與服務體現(xiàn)出普遍性。對于資料搜索、地點定位、瀏覽新聞、社區(qū)交流、音樂下載、網(wǎng)上支付、閱讀小說與網(wǎng)絡聊天等各方面的應用與服務規(guī)模非常多的問題,用戶是否需要在手機移動端上把全部這部分軟件都可以進行安裝,這就會在很大程度上增加手機移動端的實際負擔,能夠影響到手機移動端的速度與使用體驗。另外曾經(jīng)有部分人群在計算機網(wǎng)絡上進行一個小范圍的關(guān)于手機用戶每個月的手機應用與服務花費金額的實際調(diào)查,由此可見大多數(shù)用戶能夠接受的范圍在每月40元以下的手機移動端應用與服務消費。對于功能復雜的手機移動端應用服務以及迅速的用戶體驗,這能夠直接為高性能、高效率與低消費的云計算服務提供發(fā)展機會。②
3.2 云計算在移動運營商的實現(xiàn)方案
目前階段即時使用形式的云計算服務仍然是不能實現(xiàn)的。云計算技術(shù)主要分為三種類型,分別是以基礎(chǔ)設備提供服務的IaaS、以應用平臺提供服務的PaaS與以應用軟件提供服務的SaaS,這三種云計算服務形式所需要的軟件與硬件系統(tǒng)資源各有不同,建立的復雜程度也有所不同。所以移動運營商的云計算技術(shù)能夠充分結(jié)合現(xiàn)有階段的業(yè)務平臺與未來階段的業(yè)務發(fā)展實質(zhì)需求,根據(jù)階段發(fā)展情況來逐步實現(xiàn)這兩種實際服務模式。
3.3 云計算在移動運營商的應用分析
3.3.1 信息系統(tǒng)私有云
移動運營商相應的信息系統(tǒng)私有云的直接實現(xiàn)目標是提供虛擬化技術(shù)建立新一代的云計算技術(shù)資源控制中心,能夠很好地支持內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的實際應用需求,實現(xiàn)各種資源的有效共享與動態(tài)調(diào)控目標,達到節(jié)省成本與綠色節(jié)能的直接目的。移動運營商信息系統(tǒng)私有云的構(gòu)建方式應當堅持以管理集中化與逐步引入為基礎(chǔ)的重要原則。一方面應當確保向云計算技術(shù)資源中心演化進程中堅持虛擬設備與物理設備的有效統(tǒng)一管理與監(jiān)控,這樣才可以實現(xiàn)資源統(tǒng)一分配、動態(tài)分配與合理分配的直接目的。另一方面對于移動運營商已經(jīng)存在的大多數(shù)信息系統(tǒng)來說,應當選用收務量規(guī)模較小、收務影響程度較小與服務形式等級較低的系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)先試點的目標,假如試點實現(xiàn)成功之后再逐漸向其它支持系統(tǒng)與業(yè)務平臺進行相應的推廣工作。
(1)服務器整合的實現(xiàn)方法。在開始階段的一到兩年以內(nèi),在開發(fā)與測試系統(tǒng)當中使用虛擬化方式進行資源的分配與回收;在實際應用領(lǐng)域中推廣以x86服務器為基礎(chǔ)的虛擬化。然后部署在以Unix服務器為中心的應用操作系統(tǒng)應當在傳統(tǒng)形式的硬件分區(qū)上進行虛擬化,最后,充分結(jié)合服務器相應的虛擬化與集群技術(shù),構(gòu)建能夠跨越物理服務器的有效資源池。(2)存儲整合的實現(xiàn)方法。根據(jù)相同廠家設備的整合實現(xiàn)方面著手,確保存儲設備各方面功能的有效發(fā)揮。關(guān)鍵環(huán)節(jié)應用的存儲進行異構(gòu)存儲虛擬化技術(shù)引入時,應當在實現(xiàn)性能、可擴展性與互聯(lián)等具體方面實行嚴格的系統(tǒng)測試。
3.3.2 海量數(shù)據(jù)處理中心
海量數(shù)據(jù)處理中心的目的在于構(gòu)建具有高性能、可擴展與可管理特性的海量數(shù)據(jù)存儲、管理與處理功能平臺,能夠支持信息系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)分析功能的實際應用,比如運營分析、計算機網(wǎng)管與數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計等方面。海量數(shù)據(jù)處理中心的重要特征表現(xiàn)在數(shù)據(jù)存儲規(guī)模大與計算過程復雜等方面,所以移動運營商關(guān)注的并行式數(shù)據(jù)計算與分布式存儲等方面實用技術(shù),并且能夠在這基礎(chǔ)上實行相應的有效分析,進而能夠?qū)崿F(xiàn)提供移動端實際應用服務目的。
3.3.3 互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心通過已經(jīng)存在的互聯(lián)網(wǎng)通信線路與帶寬網(wǎng)絡資源,構(gòu)建標準化形式的通信機房環(huán)境,能夠為企業(yè)與政府部分提供相應的服務器托管、租用與有關(guān)增值等具體方面的全面。經(jīng)過運用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的服務器實現(xiàn)托管業(yè)務功能,有關(guān)企業(yè)或者政府單位不需要進行專用機房與通信線路的建設,同時也不需要聘請專業(yè)的網(wǎng)絡工程師,就可以解決各種實際的服務需求。通過網(wǎng)站進行,相關(guān)單位進行托管主機處理,根據(jù)通信部門能夠分配到互聯(lián)網(wǎng)相應的靜態(tài)IP地址,然后可以相應的WWW網(wǎng)絡站點,把自身的相應產(chǎn)品或者應用服務經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)進行廣泛形式的宣傳工作。③虛擬主機是單位進行托管主機處理,把自身主機的海量容量的硬盤空間進行出租,能夠為其它客戶提供相應的虛擬主機服務,促使自身能夠成為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心服務提供商。
3.3.4 移動應用商店
有部分移動運營商已經(jīng)公開了有關(guān)的移動應用商店,目前階段拓展到手機移動端的個性化應用操作工具仍然處于有待開發(fā)的狀態(tài)。與此同時,我國移動運營商能夠在依據(jù)本身的3G技術(shù)牌照狀況,實現(xiàn)手機移動終端相應操作系統(tǒng)的推廣目的。假如可以把自身的手機移動端操作系統(tǒng)構(gòu)建開放平臺,并且能夠為服務提供商提供相應的通信開發(fā)接口。對于實際的移動運營商而言,能夠經(jīng)過PaaS平臺進行租賃費用的收取,同時透過相應平臺的各種類型的第三方服務控制移動互聯(lián)網(wǎng)平臺相應的入口。
3.3.5 在線手機應用
對于云計算技術(shù)的第三階段解決方案,使用手機與上網(wǎng)本等各種移動設備終端,經(jīng)過移動互聯(lián)網(wǎng)能夠為用戶提供各種具有特色的實際移動服務,能夠達到即連即用與即需即用的直接目的。手機移動設備終端不需要再進行各類軟件的安裝操作,經(jīng)過計算機網(wǎng)絡就能夠輕松地使用這部分軟件應用的實際在線服務。
4 結(jié)束語
云計算技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展,能夠把移動運營商本身傳統(tǒng)模式的移動通信與互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)充分結(jié)合起來實現(xiàn)新型服務的開展,對于我國的移動運營商而言,應當充分地結(jié)合本身系統(tǒng)構(gòu)建與資源狀況,已經(jīng)跨越出具有重要發(fā)展意義的關(guān)鍵步伐,同時也能夠為移動運營商的發(fā)展與轉(zhuǎn)型帶來十分重大的機遇。
注釋
① 楊明勝.關(guān)于對云計算技術(shù)的研究與應用[J].信息系統(tǒng)工程,2012(1).