基于云計算的網絡教學平臺設計

摘 要：云計算指的是在模型的建立及計算過程中利用互聯(lián)網服務器或者瀏覽器的結構基礎，通過云計算瀏覽器實現(xiàn)程序應用邏輯以及數據庫的存儲過程。通過對每個學生的學習需要及學習過程中的問題解決都能得到有效的滿足的教學服務的網絡教學系統(tǒng)就叫云計算的網絡教學系統(tǒng)。云計算網絡教學系統(tǒng)能夠利用現(xiàn)有的資源優(yōu)勢，充分發(fā)揮學生的學習特點，融合網絡中的知識全面以及云計算的并發(fā)定制服務優(yōu)勢，為學生提供網絡教學的在線學習模式。通過以互聯(lián)網為核心，把服務及標準公開，提供為學生計算服務的計算機技術，實現(xiàn)云計算網絡教學。本文通過介紹云計算的基本概念，探討云計算網絡教學的利弊，分析云計算網絡教學平臺的設計。

關鍵詞：云計算；網絡教學；平臺；設計

中圖分類號：TP311.52

云計算（Cloud Computing）是在計算機科學技術高速發(fā)展的產物，是計算機行業(yè)及計算機應用的革新，對于計算機的發(fā)展有重要的推動作用。云計算在用戶使用的過程中，能夠有效的保護用戶計算資源，通過對與計算的程度及計算深度來收取費用。云計算的網絡教學模式對于網絡教學是一個極大的創(chuàng)新及發(fā)展，在云計算網絡教學中最為關鍵的是交付模式的設置與云計算的IT部署。學生的學習不斷的擴展及深化，由淡出的課堂學習擴展延伸到課外的自主學習，而網絡教學平臺就是學生自主學習的最佳平臺，也是滿足學生對于多媒體網絡教學的需求。對于網絡教學的應用，是在現(xiàn)代教學、人本主義教學的基礎思想上發(fā)展而來的，其突出學生的主觀能動性，能夠發(fā)揮學生學習的個性，不斷的由學生自己掌控學習的方式。因此，網絡教學平臺要充分利用學生自主學習的優(yōu)勢，集合豐富的教學資源，對優(yōu)秀教學內容進行網絡共享，讓教學平臺能自主、靈活以及隨時的提供學習的形式，讓學生通過自我的學習計劃制定，學習內容的把握以及學習成果的檢驗等階段，實現(xiàn)學習的個性化[1]。

對于當前網絡教學的局面是存在網絡教學資源的不斷重復利用，創(chuàng)新知識內容較少，教學平臺資源浪費，教學的個性化不能完全體現(xiàn)等問題，比較難以滿足學生對于網絡教學的個性化、實用、高效的需求。

1 基于云計算的網絡教學系統(tǒng)分析

對于云計算實際是基礎架構及服務器虛擬化技術的結合，通過對數據中心的資源進行虛擬化，為用戶提供計算資源服務。云計算存在的特點有：一是對于計算服務較為強調，通過對需要進行服務及使用量收費；二是云計算的數據在云端存儲，計算的應用也在云端實現(xiàn)，能夠通過第三方提供實現(xiàn)用戶的透明化；三是云計算是在互聯(lián)網的基礎上進行的，是通過瀏覽器來實現(xiàn)的。通過分析網絡教學的需求及改革方向，云計算網絡教學系統(tǒng)平臺的設計遵循高效、實用以及經濟性等原則，平臺的設計操作系統(tǒng)為云計算Windows Azure，數據庫使用SQL SERVER，服務器使用IIS6.0Web，開發(fā)工具使用ASP.NET軟件[2]。

基于云計算網絡教學系統(tǒng)分析得出系統(tǒng)的模型設置為三個數據庫及三個功能模塊構成。三個功能模塊為教師指導模塊、用戶評價模塊以及教學交互控制模塊。在系統(tǒng)平臺中設計為學生用戶、教師以及管理人員都可以通過統(tǒng)一的登陸界面進行登陸，系統(tǒng)自動記錄并作出分析，同時根據登陸信息計費系統(tǒng)進行登記記錄。學生以及教師在網絡平臺中的交互控制模塊中進行網絡課件以及網絡數據的交換，通過信息交流、數據傳輸實現(xiàn)教學的整個過程的互動。對于網絡教學平臺中數據庫及課件系統(tǒng)的維修及管理是由管理人員通過云計算平臺來實現(xiàn)的。用戶的評價模塊能夠讓用戶使用平臺后提出改進意見，進行客觀評價，便于系統(tǒng)不斷改進完善。

2 基于云計算的網絡教學平臺設計

基于云計算的網絡教學系統(tǒng)在網絡教學中利用較少，對于云計算網絡教學平臺中的各個功能模塊的設計實現(xiàn)是一個不斷探索研究的過程。本文通過對系統(tǒng)模型及網絡平臺的設計過程進行設計分析。

2.1 系統(tǒng)模型的設計

基于云計算的網絡教學系統(tǒng)是在云計算的網絡平臺中，通過利用開發(fā)工具及軟件進行云計算系統(tǒng)的程序開發(fā)，開發(fā)軟件主要有PHP、NET等，本文所采用的是ASP.NET軟件。與計算的應用是通過在操作系統(tǒng)中云平臺提供的云計算，而云計算的服務平臺是云計算系統(tǒng)架構而成。對于在云計算平臺中服務需求可以看成是學生對于網絡教學的一個需求，學生對于網絡教學的需求可以通過云計算提供平臺上的各種服務，同時提供的服務可以根據用戶的要求來發(fā)生彈性的擴展。通常使用的云計算服務主要有以下三種形式：一是軟件即服務，SaaS（Software-as-a-service）；二是平臺即服務，PaaS（Platform-as-a-Service）；三是基礎設施即服務，IaaS（Infrastructure-as-a-Service）。這三種形式從上到下統(tǒng)一構成一個云計算的金字塔，處于最頂層的是軟件即服務SaaS，其中最有代表性的是供應商Sales Force.com，在服務中最具代表性的是在線的CRM；上層往下一層是平臺即服務PaaS，其中一類的典型代表有操作系統(tǒng)Azure，是微軟的云操作系統(tǒng)；最底層是基礎設施即服務IaaS，在其中包含有服務器以及硬件等物理資源[3]。

2.2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

在基于云計算網絡教學系統(tǒng)設計實現(xiàn)中，主要的關鍵技術是與計算的計費、云計算數據的保密與安全、云計算網絡媒體視頻播放、云計算系統(tǒng)高可靠性以及數據的存儲及管理等方面。只有把關鍵技術實現(xiàn)后整個系統(tǒng)平臺才能順利的實現(xiàn)

（1）云計算的數據管理

云計算數據系統(tǒng)是比較龐大的，在分析及處理過程中要想得到高效的服務，必須實現(xiàn)數據管理技術的高效運行，同時能快速查找所有數據中的定點數據。云計算有的優(yōu)點是能夠對數據快速讀取并分析，數據更新的頻率要小于數據的讀取操作頻率，在數據管理中最為典型的是Goolge公司的Big Table數據管理。

（2）云計算的數據存儲

云計算對于數據存儲利用的是分布式的儲存方式，數據可靠性通過冗余存儲方式來有效的保證，能夠提供高效、可靠及經濟安全的數據存儲運行。對于網絡教學平臺，云計算需要滿足的客戶量是非常大的，因此要求與計算系統(tǒng)能夠同時服務大量用戶，讓云計算在存儲技術的實現(xiàn)過程中有較大吞吐量以及有較高的傳輸率。存儲數據較為典型的是Google公司HADOOP開發(fā)的GFS（Google File System）開源實現(xiàn)HDFS以及非開源GFS。對于數據的存儲在未來發(fā)展過程中會逐漸提高和更加的集中，來保證云計算的運行要求[4]。

（3）云計算高可靠性

在云計算系統(tǒng)中，當規(guī)模不斷擴大及用戶不斷增多過程中，集群計算系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性就是系統(tǒng)的關鍵之一?？梢酝ㄟ^對系統(tǒng)的虛擬化、系統(tǒng)調度、系統(tǒng)監(jiān)控、管理以及系統(tǒng)配置等技術，把計算機存儲的信息資源變的更強大、動態(tài)以及自治，能夠把云計算的大容量的計算能力提供給用戶，其中可靠性最為關鍵的就是要解決系統(tǒng)的容錯技術。

（4）云計算網絡流媒體視頻播放技術

對于基于與計算的網絡教學平臺設計最為關鍵功能之一的是為用戶提供網絡教學的視頻實時或非實時服務。對于網絡多媒體功能中的視頻播放技術，流媒體能夠提供有效技術支持，可以利用格式傳輸把多媒體文件轉換成多個縮小數據包，實時向用戶傳輸，用戶在下載過程中可以邊觀看邊下載。其有延時小、壓縮高以及自適應用戶網絡等優(yōu)點。

（5）云計算數據保密與安全

對于云計算的網絡教學平臺，安全性及保密性是需要重點關注的方向之一，用戶在平臺中利用本地數據與網絡連通，實時與外部數據進行交換，安全性是最為重要的問題，對于問題的解決主要是通過把一些非技術因素克服，如觀念、制度以及誠信等因素，而技術不是主要因素。對于云計算還應考慮云安全，其作為技術中的一種應用，在安全廠商數據中心的互相結合及交換數據下，共同對所訪問的數據信息或Web內容進行防護，保證云端的安全。

（6）云計算的費用計算

對于網絡教學系統(tǒng)所面向學生或用戶的形式是以服務提供的租用資源來計費的，通過服務消費的基礎來計算費用，用戶只需對其使用過的云端資源進行付費，只有有消費使用資源才會產生費用，對于消費資源的使用情況需要通過特定的技術進行計算，對于采用不同的服務形式軟件即服務、平臺即服務或者基礎設施即服務中的任何一個采取的計費方式也不同。

2.3 云服務的建設

通過開發(fā)人員對云服務使用特定的結構及語言，讓學生能夠利用松散耦合模式進行系統(tǒng)模塊的學習，讓模塊之間能夠更好的擴展及交互，同時對云計算開發(fā)的標準統(tǒng)一封裝成云服務，發(fā)布到所運行的云計算中，用戶可以在Web瀏覽器較為方便的進行學習，讓優(yōu)秀教學資源能在云計算網絡平臺實現(xiàn)共享。當前的云計算主要是少數幾個企業(yè)實施，利用于商業(yè)的目的，在網絡教學中還沒有建立成熟或廣泛的云計算環(huán)境，同時云計算應對于公共的標準進行編制開放。

3 結束語

基于云計算的網絡教學平臺設計是一個探索及新興的網絡教學模式，要通過充分利用其教學的優(yōu)勢，發(fā)揮學生的自主學習特性，整合網絡教學的資源，讓學生在新型的網絡教學模式中通過租用形式來實現(xiàn)功能服務，需要對整個系統(tǒng)平臺不斷的研究及開發(fā)。本文通過對基于云計算的網絡教學系統(tǒng)進行分析，了解系統(tǒng)的運行特點、開發(fā)形式及功能結構模塊，探析基于云計算網絡教學平臺的設計，從整個系統(tǒng)平臺的模型設計、系統(tǒng)功能模塊的實現(xiàn)以及云服務的建設三方面出發(fā)，研究了設計中需要把握的關鍵技術以及重點功能模塊。

參考文獻：

[1]王利平.多媒體網絡環(huán)境下的英語學習策略[J].中國成人教育，2009（06）：189.

[2]唐箭，虢莉娟.基于Mblog的移動學習研究[J].電腦知識與技術，2010（21）：5656-5658.

[3]張冀飛，張瀾宇.基于云計算的數字媒體教學平臺架構研究[J].科技與企業(yè)，2013（07）：49-51.

[4]王福成，鐘志水.基于云計算的網絡教學平臺設計[J].銅陵學院學報，2011（06）：94-98.

作者簡介：王智（1984-），男，天津人，科員，助理實驗師，工學學位，研究方向：計算機網絡。

作者單位：天津渤海職業(yè)技術學院，天津 300402