洪燕璇

摘要：隨著云計算技術(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。為了能夠提高教學管理的自動化、智能化和信息化水平，文章提出采用云計算技術(shù)設(shè)計一個校園網(wǎng)智能學習平臺，虛擬化教學軟硬件資源，教師、學生通過平臺獲取云端賬戶，可以多用戶并發(fā)登錄平臺管理，使用教學資源，并且能夠?qū)崿F(xiàn)斷點續(xù)傳、記錄學習課程進度等功能，以期提高學習的自主性和積極性，改善教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：云計算；智能學習平臺；數(shù)據(jù)庫；虛擬化

隨著學校規(guī)模的擴大，學生人數(shù)迅速增加，導致教學軟硬件資源無法有效地滿足學生的學習需求。同時，學校各類信息系統(tǒng)安裝運行、升級維護比較復雜，學生在正常使用過程中頻繁發(fā)生毀壞、故障，影響學生正常學習。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，云計算已經(jīng)成為解決上述問題的重要技術(shù)。本文基于云計算技術(shù)設(shè)計了校園網(wǎng)智能學習平臺，可以有效地改進教學軟硬件環(huán)境，給教師、學生分發(fā)一個云端登錄賬戶，可以提高學習系統(tǒng)的安全性和有效性。該系統(tǒng)可以記錄學生學習情況，實現(xiàn)斷點續(xù)傳，能夠持續(xù)學習課程資源，進一步改進教學效果。

1云計算概念及應(yīng)用

隨著海量數(shù)據(jù)信息時代的到來，云計算和云服務(wù)已經(jīng)成為計算機技術(shù)發(fā)展里程碑式的貢獻之_。與傳統(tǒng)計算機技術(shù)相比，云計算環(huán)境使用矩陣的連接方式可以將數(shù)以千萬的計算機連接在一起，云計算技術(shù)具有更加強大的處理性能，同時也比較容易訪問，能夠提高系統(tǒng)的可擴展性。云計算環(huán)境中所有的數(shù)據(jù)都保存在云端數(shù)據(jù)庫中，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)器進行功能處理和數(shù)據(jù)處理，處理完畢之后可以通過云服務(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，云計算任務(wù)具有定制性、虛擬化的特點，同時還能夠提供良好的可擴展性，針對性地為用戶提供周到的服務(wù)。

目前，云計算技術(shù)在校園網(wǎng)智能學習平臺設(shè)計與實現(xiàn)過程中，可以利用云計算服務(wù)技術(shù)的3層關(guān)鍵平臺，將教學軟硬件資源進行虛擬化，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）：該層能夠為學生用戶、教師用戶、教學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和密碼，即可進入云端系統(tǒng)，訪問系統(tǒng)資源。

（2）管理中間件層：管理中間件層是云計算虛擬化教學服務(wù)實驗?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)器負載管理、用戶訪問管理、應(yīng)用服務(wù)管理、計費管理和安全管理等，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、應(yīng)用服務(wù)器等硬件資源，并且將資源虛擬化，以保證用戶訪問系統(tǒng)擁有足夠的資源，能夠進行高速的應(yīng)用邏輯業(yè)務(wù)處理，并且可以保存用戶學習過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。

2基于云計算的校園網(wǎng)智能學習平臺功能分析

隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的快速發(fā)展，學校開發(fā)了許多教學、管理系統(tǒng)，包括學籍管理系統(tǒng)、多媒體教學系統(tǒng)、成績管理系統(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，導致許多教學管理服務(wù)系統(tǒng)無法共享數(shù)據(jù)資源，降低了管理系統(tǒng)的共享性、協(xié)同性。隨著云計算技術(shù)的出現(xiàn)，教師、學生和管理人員對信息化系統(tǒng)辦公的角度不同，需要的功能服務(wù)不同，因更容易引起多個系統(tǒng)之間的無法協(xié)作，矛盾和問題也更加突出。具體的云計算環(huán)境下，教學管理服務(wù)系統(tǒng)存在以下幾個方面的問題：

學校購置教學設(shè)備較少，無法承擔復雜的學習任務(wù)；學校教學設(shè)備使用中學生專業(yè)素養(yǎng)不一，造成病毒泛濫，信息的安全性差；教學設(shè)備更新速度快，造成巨大的重復性投資；教學時空受到極大的約束和限制；學校教學設(shè)備維護人員較少，不能夠充分保證完成教學任務(wù)。

為了解決上述問題，本文基于云計算技術(shù)設(shè)計了一個虛擬的智能學習平臺，通過云平臺實現(xiàn)一個虛擬的桌面教學環(huán)境，有效地利用學生擁有的各種終端設(shè)備，只需要提供一個安全的接入賬號，即可訪問云服務(wù)平臺中的各種教學資源，不受時空限制地學習。

智能學習平臺可有效解決當前教學過程中存在的時空受限、設(shè)備更新代價高、教學質(zhì)量低等問題，改善學生學習的時空環(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)化教學活動流程，提高教學效果，促進學生能夠更加友好地掌握學習知識，提高學習的主動性。在系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計過程中，本文采用了原型化需求分析方法，針對學校不同的用戶類別，導出了系統(tǒng)需要完成的相關(guān)的功能。智能學習平臺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。（2）教師用戶：教師在進行課程教學管理過程中，可以通過智能學習平臺搜集好的教學課件，創(chuàng)新教學內(nèi)容，提高教學的主動性、趣味性和積極性，進而改進教學方法，提高學生的積極性。（3）學生用戶：傳統(tǒng)的學習系統(tǒng)將學生學習的空間限制在機房內(nèi)，學習的時間限制在上課期間，因此無法充分發(fā)揮教學資源的利用性。學生用戶是云服務(wù)平臺使用最主要的對象，學生用戶可以使用各種終端設(shè)備，分別是PC、PDA、智能手機等，獲取定制的虛擬云桌面，訪問云服務(wù)平臺的學習內(nèi)容。（4）課程學習斷點續(xù)傳功能：有效記錄學生學習課程的時間，方便學生掌握學習的過程及課時，具有重要的功能。智能學習平臺使用斷點續(xù)傳功能，能夠有效記錄課程學習的內(nèi)容，幫助學生掌握學習進度，不需要重復學習，并且能夠向?qū)W生推薦較好的學習課程，提供學習的內(nèi)容。

3基于云計算的校園網(wǎng)智能學習平臺設(shè)計

智能學習平臺采用現(xiàn)代的分布式管理系統(tǒng)架構(gòu)，將一個系統(tǒng)分為3個層次，分別是用戶終端層、虛擬桌面應(yīng)用層和后臺服務(wù)層，各個層次之間采用相關(guān)的調(diào)用接口連接，使用嚴格的防火墻策略控制系統(tǒng)的訪問權(quán)限，并且使用主動防御體系，開發(fā)用戶訪問端口。系統(tǒng)將后臺服務(wù)器與用戶的邏輯業(yè)務(wù)處理層分割開來，可以獨立地控制每一個層次的內(nèi)容，保護后臺應(yīng)用服務(wù)器，并且可以定制個人學習桌面。智能學習平臺業(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），通過使用域控制器（AD）驗證用戶的身份，并且能夠集中調(diào)控基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)器集群，訪問用戶的虛擬桌面以及分配給用戶相關(guān)資源，通過虛擬桌面系統(tǒng)進入云服務(wù)平臺。在用戶進行訪問的過程中，系統(tǒng)采用隧道加密措施，以有效地保證用戶信息和訪問數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

4結(jié)語

目前，基于云計算的智能學習平臺能夠改變傳統(tǒng)教學模型，打破時空限制，有效地將設(shè)備環(huán)境、時空環(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)化教學流程，能夠提高教學質(zhì)量，促進學生更好地學習和掌握知識。