基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)研析

白勝楠，李 巖

（1.河北廣播電視大學(xué)，河北 石家莊 050071；2.河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050091）

一、云計(jì)算和移動(dòng)學(xué)習(xí)

2011年被視為云計(jì)算的“落地”年，如今，越來越多的落地后的云應(yīng)用進(jìn)入我們的生活，我們的備忘錄可以隨時(shí)傳入云筆記，重要的數(shù)據(jù)可以備份到云存儲(chǔ)，與好友在云空間中互動(dòng)分享自己生活的點(diǎn)滴。據(jù)預(yù)測，2010-2013年，中國云計(jì)算服務(wù)市場規(guī)模年均復(fù)合增長率將達(dá)到91.5%。［1］

云計(jì)算作為新互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的一種交付和使用計(jì)算模式，它將大量的計(jì)算任務(wù)分解布置給海量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池中，各種實(shí)際應(yīng)用按照程序模型獲取所需的資源，如：計(jì)算內(nèi)存、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)等。云計(jì)算的服務(wù)形式包括以下幾個(gè)層次：（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），該層通過網(wǎng)絡(luò)向用戶提供計(jì)算機(jī)（物理機(jī)和虛擬機(jī)）、存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)連接、負(fù)載均衡等資源，用戶在此基礎(chǔ)上部署和運(yùn)行各種應(yīng)用；（2）平臺(tái)即服務(wù)（PaaS），構(gòu)建在云基礎(chǔ)設(shè)施上，提供包括操作系統(tǒng)、編程語言環(huán)境、數(shù)據(jù)庫等的開發(fā)平臺(tái)；（3）軟件即服務(wù)（SaaS），SaaS其實(shí)是一種通過互聯(lián)網(wǎng)提供的軟件交付模式，軟件安裝和運(yùn)行在云端，用戶只需通過客戶端訪問和使用即可。

移動(dòng)學(xué)習(xí)是一種在移動(dòng)計(jì)算設(shè)備幫助下能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)發(fā)生的學(xué)習(xí)，移動(dòng)學(xué)習(xí)所使用的移動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師和學(xué)習(xí)者之間的雙向交流。［2］移動(dòng)學(xué)習(xí)是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育發(fā)展的新階段，移動(dòng)學(xué)習(xí)給學(xué)習(xí)者提供真正的隨時(shí)隨地的個(gè)性化學(xué)習(xí)、開放式學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)者能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)獲取學(xué)習(xí)資源，與師生交流學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。［3］

二、移動(dòng)云學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)的意義和作用

云計(jì)算的應(yīng)用和發(fā)展對推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)方式變化有重要意義。我國已將云計(jì)算作為培養(yǎng)和發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域之一。云計(jì)算可能對技術(shù)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要變革的原因可歸納為以下三方面：（1）云計(jì)算提供近乎無限的計(jì)算資源，其終端用戶無需再為計(jì)算能力花費(fèi)精力；（2）云用戶可以根據(jù)需要，逐步追加計(jì)算資源，而不需要給出預(yù)先承諾；（3）云計(jì)算提供用戶短期使用資源的靈活性，當(dāng)不再需要這些資源的時(shí)候，用戶可以方便地釋放這些資源。［4］

當(dāng)今社會(huì)知識(shí)日新月異的變化對學(xué)習(xí)者快速學(xué)習(xí)的能力提出了更大的挑戰(zhàn)。在此情境下，移動(dòng)學(xué)習(xí)的效用逐漸凸顯，如何設(shè)計(jì)小片段學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)平臺(tái)供其高效及時(shí)地進(jìn)行學(xué)習(xí)成了目前亟待解決的問題。隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟和發(fā)展，改變原有Web模式，依托云計(jì)算技術(shù)建立一個(gè)移動(dòng)學(xué)習(xí)云服務(wù)平臺(tái)，可以顯著降低成本投入，獲得比原有服務(wù)器更快的響應(yīng)速度、更大的存儲(chǔ)空間，且云端數(shù)據(jù)無需用戶容災(zāi)、備份，安全性得到保障。此外，依托云計(jì)算技術(shù)可以在具體應(yīng)用中獲得高度的靈活性，從而使大范圍、可互動(dòng)的定制學(xué)習(xí)服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)學(xué)習(xí)資源整合與集中服務(wù)的理念，系統(tǒng)以社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用作為基礎(chǔ)平臺(tái)，用戶除了可以注冊發(fā)表微博，分享好友日志、鏈接，通過RSS訂閱學(xué)習(xí)計(jì)劃、內(nèi)容，發(fā)表一個(gè)話題進(jìn)行群組討論外，基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)擬解決以下四方面問題。

1.為移動(dòng)學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境

學(xué)習(xí)者在此功能模塊可以選擇課程進(jìn)行在線閱讀，或者是下載相應(yīng)微課程進(jìn)行離線學(xué)習(xí)，同時(shí)平臺(tái)針對學(xué)習(xí)者的需要設(shè)計(jì)或引入各種移動(dòng)學(xué)習(xí)工具，如云聊天工具、云記事本、云書簽、云下載工具等，利用云平臺(tái)的高速計(jì)算性能和海量存儲(chǔ)空間為學(xué)習(xí)者提供任何時(shí)間環(huán)境下的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，從而提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。

2.移動(dòng)學(xué)習(xí)資源庫建設(shè)

建立以微課程為主的學(xué)習(xí)內(nèi)容資源庫。可以通過直接添加微型信息和對信息進(jìn)行微型化設(shè)計(jì)兩種方式進(jìn)行知識(shí)庫的擴(kuò)充，且用戶之間可以分享、交流信息。微課程學(xué)習(xí)資源“片段化、松散鏈接、動(dòng)態(tài)重組”的特點(diǎn)使其對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有著特殊的要求。云計(jì)算存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)為移動(dòng)學(xué)習(xí)資源存儲(chǔ)提供了新的解決途徑——以云計(jì)算服務(wù)器為核心，動(dòng)態(tài)部署虛擬化服務(wù)器，用戶訪問云存儲(chǔ)系統(tǒng)來獲取數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。［5］云存儲(chǔ)具有海量存儲(chǔ)、邏輯虛擬化管理和多鏈路冗余等特點(diǎn)，這些都將為移動(dòng)學(xué)習(xí)資源庫建設(shè)提供有力支持。

3.提供開展及時(shí)協(xié)作的學(xué)習(xí)平臺(tái)

學(xué)習(xí)者是整個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的中心，是課程的獲取者，學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地使用移動(dòng)設(shè)備接入學(xué)習(xí)系統(tǒng)，獲取課程內(nèi)容。同時(shí)，學(xué)習(xí)者也是其他學(xué)習(xí)者的協(xié)作者，通過微型論壇、微博和一些云聊天工具進(jìn)行交流討論。［6］借助云計(jì)算的優(yōu)勢，學(xué)習(xí)者之間可以很方便地共享學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)方法與經(jīng)驗(yàn)，相互討論，提高學(xué)習(xí)成效。依托云技術(shù)，用戶可在具體應(yīng)用中獲得高度的靈活性，從而使大范圍、可互動(dòng)的定制學(xué)習(xí)服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)。在云端提供的各種學(xué)習(xí)工具，如微博、云聊天、云書簽等不需要用戶安裝和升級(jí)，只要用戶將自己的移動(dòng)終端設(shè)備登錄平臺(tái)即可。

4.為學(xué)習(xí)者制定移動(dòng)學(xué)習(xí)檔案袋

電子檔案袋記錄了每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，其中包括學(xué)習(xí)計(jì)劃、內(nèi)容、進(jìn)度以及階段和終結(jié)成果。檔案袋中還存有學(xué)習(xí)者定制的學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)習(xí)者進(jìn)行歷史查看，鞏固學(xué)習(xí)效果。云計(jì)算技術(shù)使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心得以擺脫物理設(shè)備的束縛，學(xué)習(xí)者可以通過網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)以任何一種移動(dòng)終端形式獲取存儲(chǔ)在云中的電子檔案袋中所記錄的內(nèi)容，查看學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時(shí)了解個(gè)人的學(xué)習(xí)狀況。

三、云計(jì)算移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)架構(gòu)分析

云計(jì)算環(huán)境下的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)是移動(dòng)學(xué)習(xí)資源存儲(chǔ)以及應(yīng)用服務(wù)中心，移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的后臺(tái)管理模塊、應(yīng)用模塊以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都放置在云平臺(tái)上，移動(dòng)終端設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)登錄平臺(tái)，獲取移動(dòng)學(xué)習(xí)服務(wù)。該移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)主要有基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境、核心層以及移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用層幾個(gè)部分組成，平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)架構(gòu)

1.基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境

通過將多臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬化后組成并行計(jì)算機(jī)群，增強(qiáng)了計(jì)算與存儲(chǔ)能力。在基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境中硬件設(shè)備位于最底層，是云計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)，為高層提供計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信等資源。通過VM-ware等虛擬化技術(shù)軟件，在一個(gè)物理服務(wù)器上虛擬出多個(gè)服務(wù)器，在眾多虛擬機(jī)之間實(shí)現(xiàn)全面隔離，這樣既能縮減服務(wù)器的購買數(shù)量和成本，還能降低服務(wù)器的運(yùn)維成本。同時(shí)建立關(guān)系型數(shù)據(jù)庫以及非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，使低層架構(gòu)適應(yīng)上層平臺(tái)的各種應(yīng)用。

2.核心層

該層主要有分布式文件系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟硬件管理、虛擬計(jì)算中心、資源管理、安全管理中心以及事故和問題管理中心幾部分構(gòu)成。其中分布式文件系統(tǒng)通過提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的共享接入點(diǎn)來集中管理文件共享；基礎(chǔ)軟硬件管理主要負(fù)責(zé)云計(jì)算中心基礎(chǔ)軟硬件的實(shí)時(shí)管控，動(dòng)態(tài)調(diào)度所需計(jì)算資源與存儲(chǔ)空間等；虛擬計(jì)算中心主要用戶隨時(shí)添加更多的服務(wù)器資源，避免業(yè)務(wù)繁忙時(shí)段的過載；安全管理中心保證多用戶共享的數(shù)據(jù)和信息安全；事故和問題管理中心用于確?；A(chǔ)資源的正常運(yùn)行；資源管理用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件分區(qū)、系統(tǒng)模塊部署、網(wǎng)絡(luò)管理、存儲(chǔ)管理、資源監(jiān)控、性能安全管理等。

3.開發(fā)人員中間件

在核心層和移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用層之間提供了開發(fā)環(huán)境、公用API和Web Service這樣的中間層。這層主要面向開發(fā)人員，為開發(fā)各類移動(dòng)云學(xué)習(xí)應(yīng)用軟件提供平臺(tái)和支持，即提供PaaS。公用API以Web Service的形式提供給開發(fā)人員，從而免去開發(fā)者管理和維護(hù)系統(tǒng)平臺(tái)的煩惱，專注于開發(fā)項(xiàng)目本身，開發(fā)人員可以使用公用API開發(fā)自己的Web Service。通過移動(dòng)學(xué)習(xí)中間件系統(tǒng)，移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用程序開發(fā)用戶可以快捷開發(fā)出所需的遠(yuǎn)程教育程序。

4.移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用層

移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用層包括管理模塊與應(yīng)用模塊兩部分，管理模塊主要負(fù)責(zé)移動(dòng)學(xué)習(xí)資源管理、用戶信息管理、移動(dòng)論壇管理、移動(dòng)學(xué)習(xí)工具管理以及電子檔案袋管理；應(yīng)用模塊主要包含微課程學(xué)習(xí)、移動(dòng)資源下載、移動(dòng)學(xué)習(xí)工具、移動(dòng)學(xué)習(xí)論壇、電子檔案袋，在提供學(xué)習(xí)資源的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)各種有利的條件輔助移動(dòng)教學(xué)。

5.用戶接口層

在客戶端為用戶訪問基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供用戶接口。通過Web2.0技術(shù)，云提供的服務(wù)主要為A2A架構(gòu)，利用端到端的服務(wù)用戶按需登錄云中的虛擬機(jī)，訪問底層的學(xué)習(xí)資源。

四、結(jié)束語

傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，存在著資源重復(fù)建設(shè)、系統(tǒng)擴(kuò)展能力弱、可配置性差、成本昂貴的缺陷?；谠朴?jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)在教育服務(wù)能力、資源共享性、可配置和伸縮性方面都有較大的優(yōu)勢，可以保障非正式學(xué)習(xí)的順利進(jìn)行，特別適合終身教育的需求。云學(xué)習(xí)時(shí)代的核心思想是資源的集中共享，即將所有的資源集中在一個(gè)先進(jìn)的平臺(tái)上，使資源在統(tǒng)一平臺(tái)的集中管理調(diào)配下，具備最大的靈活性和利用效率，最終以服務(wù)的形式提供給用戶。［7］隨著云計(jì)算的不斷成熟，云學(xué)習(xí)時(shí)代的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)將在終身學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)揮不可小覷的作用。

作為滿足學(xué)習(xí)者需求的一種學(xué)習(xí)方式，基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)研究才剛剛起步，針對移動(dòng)學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容及分類標(biāo)準(zhǔn)，移動(dòng)學(xué)習(xí)資源建設(shè)，如何利用移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者開展活動(dòng)的積極性與自主性，這些都是需要我們進(jìn)一步探討的重要問題。

［1］移動(dòng)云計(jì)算：模式與挑戰(zhàn)［EB／OL］.http：／／www.doit.com.cn／article／2012-07-10／4240542.shtml.

［2］葉成林，徐福蔭.移動(dòng)學(xué)習(xí)及其理論基礎(chǔ)［J］.開放教育研究，2004，（3）.

［3］王杰.開放大學(xué)移動(dòng)學(xué)習(xí)研究［J］.湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（7）.

［4］陳濤.云計(jì)算理論及技術(shù)研究［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（4）.

［5］劉越.云計(jì)算綜述與移動(dòng)云計(jì)算的應(yīng)用研究［J］.信息通信技術(shù)，2010，（2）.

［6］孫劍華.未來計(jì)算在“云端”——淺談云計(jì)算和移動(dòng)學(xué)習(xí)［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2009，（8）.

［7］黎加厚.走向教育技術(shù)“云”服務(wù)［J］.遠(yuǎn)程教育雜志，2008，（3）.