DSE ICT｜云端运算与物联网备课指引（导师用）｜IaaS／PaaS／SaaS 分辨、数据量计算与边缘运算取舍

2026-11-02

学生识讲“上云”，但答不出云端卖的是哪一层、一万个感测器每月会产生几多数据。这一堂用三个数字把抽象名词变成可算的题。

本堂目标　学生能够：① 用“你管到哪一层”分辨 IaaS、PaaS、SaaS，并为一个情境选出合适模式并讲出理由；② 由感测器数目、取样频率与每笔大小算出每日与每月数据量，换算成带宽与成本；③ 比较边缘运算与云端运算的延迟，指出哪类应用必须放在边缘，并讲出代价。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
单位换算	1 GB 等于几多 MB	1,024 MB（或 1,000 MB，题目指定）
二进制与字节	1 个字节几多位元	8 位元
比率	15 毫秒与 120 毫秒相差几倍	8 倍

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–10 分	三种服务模式	由“谁负责管理”画一条分层线	讲出你管什么
10–22 分	物联网四层	感测、网络、平台、应用	每个装置配一层
22–36 分	数据量计算	数量 × 频率 × 大小 × 时间	算出 53.1 GB
36–48 分	延迟取舍	边缘 15 毫秒对云端 120 毫秒	算出减 87.5%
48–56 分	可用性与成本	99.9% 对 99.99% 的停机时间	算出 8.76 小时
56–60 分	离场检查	三题收回即场批	三题全对

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：云端卖的是“你不需要管的那一层”

三种模式的分界线只有一条：你负责到哪一层。IaaS 只给你虚拟机与储存，操作系统以上全部你管；PaaS 给你执行环境与数据库，你只写程式；SaaS 直接用现成软件，你只管理账户与权限。
选模式的关键是控制权与人手的取舍：需要自订核心参数（例如自建数据库引擎）就用 IaaS；只想部署程式码就用 PaaS；只想用电邮或表单就用 SaaS。学校用 Google Workspace 是 SaaS，公司自建虚拟机跑网站是 IaaS，中间写 API 放上平台是 PaaS。
学生最常失分的是把“云端”当成一种产品，答不出分层。

要学生讲：用 SaaS 的话，谁负责修补操作系统漏洞（供应商，不是用户）。

第二幕：物联网的题目一定由一条乘法开始

一个智慧校园装 1,200 个感测器，每 15 秒读一次，每笔 256 字节。
每日读数：86,400 ÷ 15 = 5,760 次，乘 1,200 个 = 6,912,000 笔；乘 256 字节 = 1,769,472,000 字节 ≈ 1.769 GB 一日；乘 30 日 = 53.1 GB 一个月。
换成带宽：1.769 GB 除 86,400 秒 ≈ 20.5 kB/s，其实很细；但储存与查询会累积，一年 645.9 GB。若每 GB 收 0.023 美元，一个月只是 1.22 美元，所以成本瓶颈通常是查询与传输次数，不是容量。
压缩 4:1 之后降到 13.3 GB，是先做减量的典型手法。

要学生讲：为何 1,200 个感测器听起来很多，但平均带宽只有 20 kB/s（取样稀疏）。

第三幕：延迟决定运算放在哪里

同一个动作，在边缘装置判断用 15 毫秒，送上去云端再回来要 120 毫秒，相差 8 倍，延迟减少 87.5%。
自动刹车、工厂机械臂、心律监测这类要在 50 毫秒内反应的应用，一定要放边缘；月结报表、模型训练、长期趋势分析适合放云端。
代价要讲清楚：边缘装置要运算力与电力，固件要逐部更新，安全边界变多；云端则集中管理、弹性扩充，但依赖网络。
可用性亦要算：99.9% 等于一年停 8.76 小时，99.99% 等于停 52.6 分钟；做功课级系统 99.9% 够用，医疗或支付就要 99.99% 以上，并要预算失效转移。IPv6 有约 3.4 × 10³⁸ 个地址，正是感测器可以逐个寻址的前提。

要学生讲：为何自动刹车不可以只靠云端判断（网络延迟与断线风险）。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
分辨	IaaS／PaaS／SaaS	问“用户负责到哪一层”	SaaS 只管账户
计算	每月数据量	数量 × 频率 × 每笔大小 × 日数	53.1 GB
计算	延迟减幅	（旧 − 新）÷ 旧 × 100%	87.5%
论述	边缘或云端	延迟需求 → 带宽 → 电力 → 管理	按应用分类

合理性检查（一定要教）：频率要先换成每日次数：每 15 秒一次是 86,400 ÷ 15 = 5,760 次，不是 15 次。
字节与位元要分清楚：256 字节是 2,048 位元。
GB 用 10 亿字节（题目多数这样给），若要 1,024 进位要题目明讲，两种写法不可混用。
延迟减幅是相对旧值，不是“新值是 87.5%”。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
1,200 个感测器每 15 秒一笔的每日笔数	6,912,000 笔	86,400 除 15 再乘 1,200
30 日总量（每笔 256 字节）	53.1 GB	乘 256 再除 10 亿
15 毫秒对 120 毫秒的延迟减幅	87.5%	105 除 120

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
把取样频率当成每日次数	答每日 15 笔	“15 秒一次，一日要除 86,400。”
位元与字节混淆	数据量答大八倍	“一个字节系八个位元。”
把云端当一种产品	答“云端就系上网”	“要讲你管到边一层：IaaS、PaaS 定 SaaS。”
延迟减幅写成新值	答“延迟系 87.5%”	“减幅系相对旧值，新值系 15 毫秒。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

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08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
1,200 个感测器每日笔数	6,912,000 笔	三题全对＝可进云端安全
每月 53.1 GB 的原因	每日 1.769 GB 乘 30	错一题＝重讲乘法链
15 对 120 毫秒的减幅	87.5%	错两题以上＝回到第三幕

09　导师常问

要背云端供应商名字吗？

不必，考的是分层与取舍；用学校或家用例子讲得通就够。

物联网一定要用云端吗？

不一定，小型系统可以本地服务器；云端的价值在弹性与异地备份。

边缘运算是否取代云端？

不会，两者分工：边缘负责即时反应，云端负责汇总、训练与长期储存。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。