洪燕璇
摘要:隨著云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展,其已經(jīng)在校園信息化系統(tǒng)中得到了普及和應(yīng)用。為了能夠提高教學(xué)管理的自動(dòng)化、智能化和信息化水平,文章提出采用云計(jì)算技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)校園網(wǎng)智能學(xué)習(xí)平臺(tái),虛擬化教學(xué)軟硬件資源,教師、學(xué)生通過(guò)平臺(tái)獲取云端賬戶,可以多用戶并發(fā)登錄平臺(tái)管理,使用教學(xué)資源,并且能夠?qū)崿F(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳、記錄學(xué)習(xí)課程進(jìn)度等功能,以期提高學(xué)習(xí)的自主性和積極性,改善教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:云計(jì)算;智能學(xué)習(xí)平臺(tái);數(shù)據(jù)庫(kù);虛擬化
隨著學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大,學(xué)生人數(shù)迅速增加,導(dǎo)致教學(xué)軟硬件資源無(wú)法有效地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí),學(xué)校各類信息系統(tǒng)安裝運(yùn)行、升級(jí)維護(hù)比較復(fù)雜,學(xué)生在正常使用過(guò)程中頻繁發(fā)生毀壞、故障,影響學(xué)生正常學(xué)習(xí)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,云計(jì)算已經(jīng)成為解決上述問(wèn)題的重要技術(shù)。本文基于云計(jì)算技術(shù)設(shè)計(jì)了校園網(wǎng)智能學(xué)習(xí)平臺(tái),可以有效地改進(jìn)教學(xué)軟硬件環(huán)境,給教師、學(xué)生分發(fā)一個(gè)云端登錄賬戶,可以提高學(xué)習(xí)系統(tǒng)的安全性和有效性。該系統(tǒng)可以記錄學(xué)生學(xué)習(xí)情況,實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳,能夠持續(xù)學(xué)習(xí)課程資源,進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)效果。
1云計(jì)算概念及應(yīng)用
隨著海量數(shù)據(jù)信息時(shí)代的到來(lái),云計(jì)算和云服務(wù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展里程碑式的貢獻(xiàn)之_。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)相比,云計(jì)算環(huán)境使用矩陣的連接方式可以將數(shù)以千萬(wàn)的計(jì)算機(jī)連接在一起,云計(jì)算技術(shù)具有更加強(qiáng)大的處理性能,同時(shí)也比較容易訪問(wèn),能夠提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。云計(jì)算環(huán)境中所有的數(shù)據(jù)都保存在云端數(shù)據(jù)庫(kù)中,因此用戶只要具備云端賬戶名和登錄密碼就可以登錄云服務(wù)器進(jìn)行功能處理和數(shù)據(jù)處理,處理完畢之后可以通過(guò)云服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳輸至用戶端,這樣就可以更好地為人們提供服務(wù)。此外,云計(jì)算任務(wù)具有定制性、虛擬化的特點(diǎn),同時(shí)還能夠提供良好的可擴(kuò)展性,針對(duì)性地為用戶提供周到的服務(wù)。
目前,云計(jì)算技術(shù)在校園網(wǎng)智能學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,可以利用云計(jì)算服務(wù)技術(shù)的3層關(guān)鍵平臺(tái),將教學(xué)軟硬件資源進(jìn)行虛擬化,提高系統(tǒng)用戶接入的并發(fā)性,主要層次包括應(yīng)用服務(wù)層(SaaS)、管理中間件層和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)。具體每一層的內(nèi)容如下所述:
應(yīng)用服務(wù)層(SaaS):該層能夠?yàn)閷W(xué)生用戶、教師用戶、教學(xué)管理用戶提供云端服務(wù)接口和管理服務(wù)接口,用戶只需要登錄云端賬號(hào)和密碼,即可進(jìn)入云端系統(tǒng),訪問(wèn)系統(tǒng)資源。
(2)管理中間件層:管理中間件層是云計(jì)算虛擬化教學(xué)服務(wù)實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛻?yīng)用服務(wù)層和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)接口,提供上下通信、資源調(diào)度監(jiān)控、服務(wù)器負(fù)載管理、用戶訪問(wèn)管理、應(yīng)用服務(wù)管理、計(jì)費(fèi)管理和安全管理等,以便系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高性能服務(wù),提高用戶使用感知。
(3)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS):可以管理底層通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用服務(wù)器等硬件資源,并且將資源虛擬化,以保證用戶訪問(wèn)系統(tǒng)擁有足夠的資源,能夠進(jìn)行高速的應(yīng)用邏輯業(yè)務(wù)處理,并且可以保存用戶學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。
2基于云計(jì)算的校園網(wǎng)智能學(xué)習(xí)平臺(tái)功能分析
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的快速發(fā)展,學(xué)校開發(fā)了許多教學(xué)、管理系統(tǒng),包括學(xué)籍管理系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、成績(jī)管理系統(tǒng)等。不同的應(yīng)用系統(tǒng)采用不同的系統(tǒng)架構(gòu)、開發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù),導(dǎo)致許多教學(xué)管理服務(wù)系統(tǒng)無(wú)法共享數(shù)據(jù)資源,降低了管理系統(tǒng)的共享性、協(xié)同性。隨著云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn),教師、學(xué)生和管理人員對(duì)信息化系統(tǒng)辦公的角度不同,需要的功能服務(wù)不同,因更容易引起多個(gè)系統(tǒng)之間的無(wú)法協(xié)作,矛盾和問(wèn)題也更加突出。具體的云計(jì)算環(huán)境下,教學(xué)管理服務(wù)系統(tǒng)存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
學(xué)校購(gòu)置教學(xué)設(shè)備較少,無(wú)法承擔(dān)復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù);學(xué)校教學(xué)設(shè)備使用中學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)不一,造成病毒泛濫,信息的安全性差;教學(xué)設(shè)備更新速度快,造成巨大的重復(fù)性投資;教學(xué)時(shí)空受到極大的約束和限制;學(xué)校教學(xué)設(shè)備維護(hù)人員較少,不能夠充分保證完成教學(xué)任務(wù)。
為了解決上述問(wèn)題,本文基于云計(jì)算技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)虛擬的智能學(xué)習(xí)平臺(tái),通過(guò)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的桌面教學(xué)環(huán)境,有效地利用學(xué)生擁有的各種終端設(shè)備,只需要提供一個(gè)安全的接入賬號(hào),即可訪問(wèn)云服務(wù)平臺(tái)中的各種教學(xué)資源,不受時(shí)空限制地學(xué)習(xí)。
智能學(xué)習(xí)平臺(tái)可有效解決當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中存在的時(shí)空受限、設(shè)備更新代價(jià)高、教學(xué)質(zhì)量低等問(wèn)題,改善學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)空環(huán)境、設(shè)備環(huán)境、人文信息環(huán)境、組織環(huán)境、情感環(huán)境等,優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)流程,提高教學(xué)效果,促進(jìn)學(xué)生能夠更加友好地掌握學(xué)習(xí)知識(shí),提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中,本文采用了原型化需求分析方法,針對(duì)學(xué)校不同的用戶類別,導(dǎo)出了系統(tǒng)需要完成的相關(guān)的功能。智能學(xué)習(xí)平臺(tái)的使用用戶主要包括以下幾類:(1)教育科研類用戶:這類用戶主要包括教授、研究員,云服務(wù)平臺(tái)可以按需分配其所需要的軟硬件環(huán)境,并且提供集中式大的科研資料保存庫(kù)。(2)教師用戶:教師在進(jìn)行課程教學(xué)管理過(guò)程中,可以通過(guò)智能學(xué)習(xí)平臺(tái)搜集好的教學(xué)課件,創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)的主動(dòng)性、趣味性和積極性,進(jìn)而改進(jìn)教學(xué)方法,提高學(xué)生的積極性。(3)學(xué)生用戶:傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)將學(xué)生學(xué)習(xí)的空間限制在機(jī)房?jī)?nèi),學(xué)習(xí)的時(shí)間限制在上課期間,因此無(wú)法充分發(fā)揮教學(xué)資源的利用性。學(xué)生用戶是云服務(wù)平臺(tái)使用最主要的對(duì)象,學(xué)生用戶可以使用各種終端設(shè)備,分別是PC、PDA、智能手機(jī)等,獲取定制的虛擬云桌面,訪問(wèn)云服務(wù)平臺(tái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。(4)課程學(xué)習(xí)斷點(diǎn)續(xù)傳功能:有效記錄學(xué)生學(xué)習(xí)課程的時(shí)間,方便學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的過(guò)程及課時(shí),具有重要的功能。智能學(xué)習(xí)平臺(tái)使用斷點(diǎn)續(xù)傳功能,能夠有效記錄課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容,幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度,不需要重復(fù)學(xué)習(xí),并且能夠向?qū)W生推薦較好的學(xué)習(xí)課程,提供學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
3基于云計(jì)算的校園網(wǎng)智能學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)
智能學(xué)習(xí)平臺(tái)采用現(xiàn)代的分布式管理系統(tǒng)架構(gòu),將一個(gè)系統(tǒng)分為3個(gè)層次,分別是用戶終端層、虛擬桌面應(yīng)用層和后臺(tái)服務(wù)層,各個(gè)層次之間采用相關(guān)的調(diào)用接口連接,使用嚴(yán)格的防火墻策略控制系統(tǒng)的訪問(wèn)權(quán)限,并且使用主動(dòng)防御體系,開發(fā)用戶訪問(wèn)端口。系統(tǒng)將后臺(tái)服務(wù)器與用戶的邏輯業(yè)務(wù)處理層分割開來(lái),可以獨(dú)立地控制每一個(gè)層次的內(nèi)容,保護(hù)后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器,并且可以定制個(gè)人學(xué)習(xí)桌面。智能學(xué)習(xí)平臺(tái)業(yè)務(wù)流程為:用戶可以使用各種PC,PDA,IPAD等用戶終端設(shè)備接入應(yīng)用服務(wù)器(WI),通過(guò)使用域控制器(AD)驗(yàn)證用戶的身份,并且能夠集中調(diào)控基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)器集群,訪問(wèn)用戶的虛擬桌面以及分配給用戶相關(guān)資源,通過(guò)虛擬桌面系統(tǒng)進(jìn)入云服務(wù)平臺(tái)。在用戶進(jìn)行訪問(wèn)的過(guò)程中,系統(tǒng)采用隧道加密措施,以有效地保證用戶信息和訪問(wèn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>
4結(jié)語(yǔ)
目前,基于云計(jì)算的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)能夠改變傳統(tǒng)教學(xué)模型,打破時(shí)空限制,有效地將設(shè)備環(huán)境、時(shí)空環(huán)境、組織環(huán)境、情感環(huán)境和人文信息環(huán)境融合在一起,優(yōu)化教學(xué)流程,能夠提高教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)。