基于云计算环境下网络教学资源平台建设研究

白海

摘要：提高职业院校教职工对职业教育信息化的认识、以云概念为指导，数字化教学资源云计算平台建设思路与实现方式，增强职业院校教师开展信息化教学的自觉性、提升信息化教学资源平台建设水平；为职业院校教师开展信息化教学提供理论、技术和实践指导，促进职业院校教师提高信息化教学设计与实施能力。

关键词：云计算；教学资源平台；信息化建设

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0056-02

1961年斯坦福教授John McCarthy 提出计算资源可以成为一种重要的新型工业基础，类似水、电、气和通信；2008年推出Google AppEngine云计算平台，如今各大全球知名厂商（IBM，MicroSoft，联想.）跟进云计算方面的研究。

对于云计算，可以理解为从网络计算演变出来的新技术，网格计算技术具有资源异构、机构多样性、组织虚拟性等特征，并且以科学计算为主，通常采用高性能计算机完成相关任务，解决问题的方式同环境紧耦合相关。相比云计算来看，云计算并不强调资源异构性、而机构相对单一、大量使用虚拟机技术等特征，主要面向商业应用领域，更加贴近使用者；不需要使用高性能计算机完成某项任务，通常采用普通的服务器集群完成计算等任务，实现松耦合环境下的海量数据处理。

1 云计算技术概述

云计算（cloud explanation for cloud computing）用五个单词对其进行概述，分别是高效低成本（Cost efficient）、海量大规模（Large-scale）、水电式使用（Usage-centric）、服务交付新模式（Delivery model）、优化的应用类型（Optimized）。云计算即是商业模式的变革，也是技术的革新。60年代麦卡锡指出计算可能有一天将被组织为公共事业。发展到今天云计算机证明了麦卡锡的观点。

云计算分为公共云、私有云、混合云三个层次，从规模上看分为超级云服务、中等云服务和微型云服务。超级云并发数量级别大于108，提供大众上网最常用的功能，比如以google为实例的搜索、交友等服务，具有上万台云计算服务器的数量，主要使用在全球化跨国公司，具有很强的社会影响力，随着而来的需要大量的资金投入。中等云相比超级云规模有所下降，提供的并发数量级别小于103，提供例如CNN、亚马逊网站等常用购物、新闻等服务，具有数千台云计算服务器的数量，主要使用在著名公司和研究性大学里，投入资金很大，有一定社会影响力。生活在云计算时代的每个学校、机构、教师、学生等等，无论你是否拥有雄厚的资本或领先的技术，都可以感受云计算给大家带来的服务。

云计算提供三类服务：I a a S（基础设施）以服务的形式提供虚拟硬件资源，如虚拟主机、存储、/网络、安全等资源。用于无需购买服务器、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统。典型应用：Amazon、Web服务和IDC。PaaS（平台即服务）提供应用服务引擎，如互联网应用编程接口/运行平台等。用户基于该应用服务引擎，可以构建该类应用。典型应用：Google AppEngine、IBM PureScale Application System、SAE。SaaS（软件即服务）用户通过标准的Web浏览器来使用Internet上的软件。用户不必购买软件，只需按需租用软件典型应用：Lotus Live、Salesforce.com。

2 云计算技术教学资源平台的分析

随着将来市场需求的变化、国家政策的变化、新技术和新方式的出现等一系列的变化。如果我在技术、架构、设计、应用方式、管理不进行优化（甚至重构）的话，将会面临更大的痛苦。下面主要阐述几个将会面对的问题：

1）新技术的快速发展

将来一些应用系统建设中，来满足员工、供应商、分销商、大众的需要。比如建设新一代的电子商务系统和新的Web 2.0应用等，对于这种新一代的应用它的特点就是负载量大（例如高并发量和高数据量），数据类型复杂（例如关系型数据、半结构化数据、非结构化数据（音频视频等等），业务种类繁多和需求变化快。即需要把应用的访问方式扩展到新一代智能手机上；所以有些应用的功能需要运行在Google Android 和Apple iOS（例如iPhone 、iPAD ）上。并且由于移动设备本身存在的局限性（计算＼存储能力有限，更重要的是电池容量有限），相应大量的业务应用的执行能力大量移到后台。那就意味着业务应用的特点更是负载量大（例如高并发量和高数据量），数据类型复杂（例如关系型数据、半结构化数据、非结构化数据（音频视频等等），业务种类繁多和需求变化快。

2）满足绿色环保节能的需求

响应国家的节能减排建设低碳社会的号召，现在传统的建设数据中心和应用的思路带来很大的浪费，即带来占用更多的存储空间，浪费更大的电能（从而带来更大的低排放量，据调查统计现在大部分用户的数据中心的电能的PUE（Power Usage Effectiveness）值在普遍在2左右，也就是在服务器等计算设备上耗1度电，在空调等辅助设备上也要消耗一度电）。所以需要利用相应的硬件技术和软件技术让数据中心的PUE达到在1.5左右，并且降低对空间的占用和降低运维成本和提高运维效率。随着3G/4G LTE技术的发展，需要将移动互联网和桌面互联网连接在一起，真正实现广义上的互联互通。将应用与移动互联网，将开发者与使用者，将社会与个人，将企业与个人，将个人与个人之间的关系全部打通，全面提升信息化水平。

3 基于云计算的教学资源平台架构

很多云计算项目都是在做硬件虚拟化等一些事情，但是实施好的话也大大地提高了应用的可靠性、性能；和降低了维护成本（机器少了）和降低机房占用空间和降低了能耗（新机器的能源利用率更高、单位TPS值的功耗更低）但是数据孤岛、应用竖井这些最关键的问题并没有解决。

1）数据开放平台，数据既是服务

需要采用新的思路，即把在企业中能够被支撑各个业务场景的业务应用系统所共享的基础数据全部放入到统一的数据存储池中，并且让这个统一的数据存储池提供相应的服务API让各个业务应用使用（查询、增加、修改等），各个业务应用系统不再保存和维护这些数据，与各个业务应用私有相关的数据有相应的各个业务应用进行维护和控制。这个数据存储池，称之为数据开发平台，统一相应的编码规则、数据元定义等等。

2）统一用户管理中心

建设一个统一用户管理中心系统（UMC）以避免上述所述问题的时候了，它主要要达成以下的目标：

统一用户管理中心系统（ UMC ）统一完全管理和控制相应的用户、组织机构、基础权限控制信息，以形成一个完善地用户认证、用户授权机制。业务应用（不管新应用还是老应用）不再保留自己的用户认证、用户授权信息，不再需要建设单独的用户、组织机构、基础权限控制等模块，除非是和应用特定需求密切相关的详细的数据访问权限信息。

业务应用通过统一用户管理中心系统（ UMC ）提供地API来完成相应的用户认证、用户授权。

让整个企业的IT应用系统的单点登录（SSO）更加简单、快捷、有效。

统一用户管理中心系统（UMC ）的数据信息其实是主数据的一部分。

4 结语

随着Web 的发展，电子商务和社交计算的兴起所引起的企业里不受控的非结构化并且面向信息的数据大爆炸和那些超大规模和高并发的应用场景下，教学资源平台确实不需要关系型数据库来管理这些数据，因为关系型数据库的特点决定了它不适用于这些数据的性质和使用方式。关系型数据库针对这些信息来说确实不是银弹或者称之为万金油的解决方法，最关键的是关系型数据库已经显得力不从心，暴露了很多难以克服的问题：（1）对数据库高并发读写的需求；（2）对海量数据的高效率存储和访问的需求；（3）对数据库的高可扩展性和高可用性的需求。所以需要分布式的非关系型数据库（即NOSQL，它的意思是对于应用类型，信息类型Only SQL是不够的，所以需要Not Only SQL）。

参考文献：

[1] 邢丽刃，徐博.基于云计算的网络教学资源平台建设研究[J].武汉大学学报：理学版，2012（ S1）：166-168.

[2] 王威达.基于云计算的教学资源平台建设研究[J].软件导刊：教育技术，2012（9）： 55-56.

[3] 马钦，赵新光，陈洪.基于云计算的移动智能网基础设施架构优化[J].华中科技大学学报：自然科学版，2012（S1）：349-353.

[4] 刘越.云计算综述与移动云计算的应用研究[J].信息通信技术，2010（2）：16-22.

[5] 王玉芬，郭晓娟.云计算对高校教学资源影响解析[J].实验技术与管理，2010（5）：118 -120.