浅析云计算环境下的网络教学资源库建设

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浅析云计算环境下的网络教学资源库建设
吉林省原种场学校  吕英琼
  
    论文关键词:云计算　网络教学资源库　教学资源库建设
    论文摘要:本文阐述了云计算的概念、特点和功能，并且总结了当前网络教学资源库的建设现状及问题，进而讨论了云计算环境下的网络教学资源库的建设。
    一、云计算概念、特点及其功能
    进人21世纪以来，网络技术不断深入发展，作为分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(Grid Computing)的最新发展，云计算已被越来越多的人们所关注。
    1.关于云计算的表述
    学术界和不同的企业对云计算的表述各有不同，但大多基于充分利用网络化计算和存储资源、达成高效率低成本计算目标的考量，希望能更好地整合互联网和不同设备上的信息和应用，把所有的计算、存储资源连结在一起，实现最大范围的协作和资源共享。而云计算对广大用户来说，更大程度上是在建立一种服务未来的具有无限能量的、便捷高效的云计算环境。
    2.云计算的特点
    (1)安全、可靠的数据存储。云计算采用数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用户不用再担心数据丢失、病毒人侵等麻烦。
    (2)按需服务、及时方便、费用低廉。“云”是一个庞大的资源池，它对用户端的设备要求最低，云可以像自来水、电、煤气那样按需购买和计费，使用十分方便。
      (3)通用性强，具有高可扩展性和很强大的数据共享。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。“云”的规模可以动态伸缩，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行，满足不同应用和不同用户规模增长的需要。
      (4)超大规模，无限可能。“云”具有相当的规模，Google  云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon , IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云’能赋予用户前所未有的计算能力，为我们使用网络提供几乎无限多的可能。
      3.云计算的功能
      令人捉摸不定的“云计算”，其实就是要把所有的计算应用和信息资源都用互联网连接起来，构成一个云计算的虚拟环境，供个人和企业用户随时访问、分享、管理和使用—相关的应用和资源可以通过全球任何一个服务器和数据中心来获取。在这样的云计算环境中，可以实现的功能主要有:
    (1)提供资源，包括计算、存储和网络资源。与现有软硬件技术无限缝合，云服务提供商为用户架设出规模巨大的全球化的数据库及存储中心，能够实现海量云存储、出色的安全性、高度的隐私性和可靠性，而且还应是高效、低价和节省能源的。
    (2)提供动态的数据服务。数据包括原始数据、半结构化数据和经过处理的结构化数据。在未来以数据为王的时代，一个好的云计算架构一定要有提供大规模数据存储、分享、管理、挖掘、搜索、分析和服务的智能。能最大程度上解决并发访问的瓶颈问题。
    (3)提供计算平台，包括软件开发API、环境和工具。只有如此，云计算才能真正形成一个有生命力、有吸引力、可持续发展的“生态系统”。

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    4.当前典型的云计算环境
    (1)微软公司的“蓝天服务平台”—Windows Azure
    Windows Azure是微软基于云计算的操作系统，和Azure Services Platform一样，是微软软件和服务技术的名称。Windows Azure的主要目标是为开发者提供一个平台，帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。Azure服务平台包括了以下主要组件:Windows Azure ; Microsoft SQL数据库服务，Microsoft .Net服务;用于分享、储存和同步文件的Live服务;针对商业的Microsoft SharePoint和Microsoft Dynamics CRM服务。“蓝天”的重要性在于，它是继Windows取代DOS之后，微软的又一次颠覆性转型—通过在互联网架构上打造新的计算平台，Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。
      (2)1BM的“蓝云”计划
      2007年11月15日，IBM公司在上海推出了“蓝云 (Blue Cloud)”计划。它包括一系列的云计算产品，使计算不仅仅局限在本地机器或远程Server Farms，而是通过架  构一个分布的、可全球访问的资源结构，使数据中心在类似互联网的环境下运行计算。“蓝云”基于IBM Almaden研究中心(Almaden Research Center)的云基础架构，包括Xen和PowerVM虚拟Linux操作系统映像以及Hadoop并行工作负载安排。“蓝云”由IBM Tivoli软件支持，通过管理服务器来确保基于需求的最佳性能。这包括通过能够跨越多服务器实时分配资源的软件，为客户带来一种无缝体验，加速性能并确保在最苛刻环境下的稳定性。
    综上所述，云计算无疑会引领IT行业走上划时代的转折，成为驱动未来科技的重要力量。而在教育领域，云计算也为网络学习提供新的思路和解决方案，云计算将是未来网络教学的基本环境和平台，并通过“云服务”支持并推动网络教学和网络教学资源的发展。

    二、当前网络教学资源库建设中存在的问题
    网络教学资源库是指基于计算机网络运行的，依据一定的规范和标准将多种媒体素材进行收集和整合形成的数字化教学资源，是用以为教学提供支持性服务的多媒体材料和教学系统。目前，许多教育软件机构、企业、学校在网络教学资源库的建设上进行着大量有益的探索，已有一些成效，但是还远远不能满足实际教育教学的需求。主要问题表现在:
    (I)资源数据的生产不标准、不规范。数据不标准、不规范导致了“数据孤岛”、“数据坟墓”的产生，这样一方面给数据的共享、交换与更新带来极大的不便，同时也造成了资源的重复性建设，浪费了大量的人力、物力和财力。
    (2)参与面不广，教师和学生的积极性没有很好地调动。由于种种原因，学校资源库的建设仍主要以网络中心的管理工作人员为主，这就导致教师和学生的参与程度低，效率不高。
    (3)缺乏规范统一的管理，重数量轻质量，适用的资源库不多，给资源库的共享和使用带来很大的限制。基于传统的集中存储和集中管理模式建设的资源库只能满足局部或少量用户的使用，当有大量用户并发访问时，就会出现资源访问的瓶颈，远远不能满足教育教学资源发展的需求。
  (4)用户参与方式不灵活，交流性、交互性差。这是目前资源库建设中存在的一个较为普遍的问题。
    (5)持续性建设得不到保障，创新不够。资源库建设并非“一次性”工程，要不断更新和补充，做到健康、持续发展。

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    三、云计算环境下网络教学资源库建设
    云计算的提出，给现代的网络教学资源库建设提供了很多可以借鉴的地方。在未来的云计算环境下如何建设网络教学资源库成了我们不得不考虑的问题。资源库建设是一项长期性的工程，必须有长远规划，使之能健康、持续发展。教学资源库应以支持教学科研为最终目标，建设过程中要遵循统筹规划、分工合作、重在应用、机制创新的基本原则，充分利用现有资源，合理分类、整理并吸收最新的、外来的优秀成果，结合云计算服务商提供的IT架构思想和服务，不断创新，建构科学优质、高效适用的教学资源库。云计算环境中的教学资源库应该具有以下特征:一是稳定、快速。运行稳定，具有强大、方便、快捷的搜索和查询功能;二是数据资料存储规范、门类清晰。标准统一，分类规范，方便用户编辑和使用，利于资源库的持续性建设。三是资源在安全的云端。所有信息数据均在云端，本地无需保留和备份。四是资源库操作平台具有友好的操作界面。各级各类用户可以很快捷地找到需要的资源和相应功能，并能在云端很容易地进行控制和处理。为此，提出以下建议:
    (1)2008年，IBM提出会制定更多的相关流程和标准来保证客户的数据安全，并提供云计算方案与终端，为企业建立属于自己的云计算模型的数据中心。如此，各教学机构和单位可以充分利用现有教学资源库及云计算的思想和服务，构建自己单位或区域的“私有资源云”并积极地与外部的“公共资源云”相连接。
    (2)建立科学、严密、精细的教学资源库的资源技术标准。SUN公司提出，未来的数据中心，不必再花巨资建设庞大的机房，而只需要花费很小即可拥有。在对用户终端最小要求的前提下，云计算环境具有同时也要求有很强的数据通用性，可以在最大程度上避免“数据孤岛”的产生。所以资源库的建设规范和标准是必须要考虑的。可以从四个方面规范:一是从资源的技术开发角度，提出一些最低的技术要求。二是从用户的角度，为方便地使用这些素材，需要对素材属性进行标注，并从可操作性考虑，规范属性的数据类型及编写类型。这一部分内容主要参考国内颁布的元数据模型，从制作素材简便性、使用素材方便性出发选取一些最为普通的元素。资源的属性可以作为资源库管理系统数据结构的直接依据。三是从资源评审者的角度，提出教育资源的评价标准，作为用户筛选资源的直接依据。四是从管理者的角度，提出管理系统的体系结构以及所应具备的基本功能。
    (3)与现有互联网紧密缝合，实现最大范围的共享。利用云计算环境中的动态数据服务，各类教学人员可以自主、方便地参与教学资源库的建设、整理活动中，从而解决了教学资源库建设和维护中参与面窄的问题。运用微软的“蓝天”计算平台，用户可以很容易地共享教学资源，并结合自己的实际，利用提供的工具在“云”中对数据资源(结构化的或半结构化的，甚至是元数据)进行编辑和整理，使之适合自己或他用，而无需考虑自己机器的容量、运算能力及软件环境，从而使资源库不断增添能适用的鲜活的教学资源。
    (4)建立综合的强大的资源库管理平台，实现统一管理，提供用户多种终端的“透明”检索和多向的交流机制，增强交互性。充分利用云计算带来的技术和服务，建设开放的有透明度的资源库，使用户能很容易地检索各种资料信息。设置资源入库、编辑、调用、查询、下载等服务，提供个人用户、单位用户、管理员用户以及超级管理员用户和评价检验等的不同权限，提高资源库建设中的一系列管理问题，使用户可以使用能运行浏览器的最简单的终端设备(使用开源系统的个人电脑，OLPC，甚至支持无线局域网的掌上设备)和网络，就能随时随地进行学习、资料处理和实验。而且在平台上，用户便可很方便地搜索、浏览所需的信息。充分利用已充分发展的Web2.0技术，使用户在使用过程中实现最大范围的交流和交互。
    四、展望
    作为新兴的概念，云计算还处在研究和实施的初级阶段，还没有统一的标准和实现方式，对现有资源、资源网站等如何进行规划、调整和分类，在云计算环境建设科学、高效的教学资源库还存在一定的困难和问题。但是有理由相信，作为服务下一代网络的有力武器，云计算必然会在网络教学资源建设中发挥重要的作用。