基于云技術的區(qū)域教育信息化建設模型與應用設想

歐躍發(fā)++黃春迪

【摘 ?要】隨著云計算技術的發(fā)展和人們對教育信息化需求的提高，建立一個廉價、便利、智能化的區(qū)域教育信息化平臺已是一種發(fā)展趨勢;對當前區(qū)域教育信息化建設存在的問題進行分析，提出區(qū)域教育信息化建設應用模型的設想。

【關鍵詞】云計算 ?區(qū)域教育 ?信息化建設

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）12C-0189-02

多年的區(qū)域教育信息化建設，以及教育投資規(guī)模的逐年增加，推動了中國的教育信息化建設和教育改革的發(fā)展步伐，隨著當前信息技術的發(fā)展和云計算技術的興起，人們對教育信息資源的獲取途徑越來越多樣化，需求越來越信息化，正朝著智能化發(fā)展的方向邁進。云計算為IT信息行業(yè)的新一次技術革命，適逢區(qū)域教育信息化改革的發(fā)展步伐，云計算技術在區(qū)域教育領域的應用已經(jīng)落地，且日漸深入。

一、云計算

云計算中的“云”其實就是存在于互聯(lián)網(wǎng)中服務器集群上的各類資源，它包括硬件資源（計算機、服務器、存儲器、網(wǎng)絡設備等）和軟件資源（集成開發(fā)環(huán)境、各類應用軟件等）。它通過現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)充分調動和利用一切信息資源，架構出一個新型的資源服務模型，為人們提供各種不同層次、不同需求、低成本、高效率的智能化信息服務模式，是一種動態(tài)配置系統(tǒng)資源，一種按需索取資源的IT服務模式。其基本工作原理是通過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序或任務自動拆分成無數(shù)個較小的子程序或子任務，通過網(wǎng)絡中大量計算機群所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結果或資源回傳給用戶。

云計算是應用虛擬化技術，通過整合區(qū)域內的教育資源，實現(xiàn)按需、動態(tài)、快速的分配和部署資源，讓使用者在有互聯(lián)網(wǎng)的任何時刻、任何地點都可以通過移動終端使用云端的資源進行學習。它大大的提高了資源的利用率和學習的便利性，同時也降低了用戶的設備投入和使用成本。

二、區(qū)域教育信息化建設的現(xiàn)狀

雖然教育信息建設已經(jīng)取得可喜的成績，但是隨著人民日益增長的求知欲望和終身教育觀念的強化，所面臨新的挑戰(zhàn)、新的需求、新的學習方式也是不容忽視的。中國經(jīng)濟發(fā)展不平衡，導致區(qū)域教育發(fā)展的不平衡和教育不公平，越發(fā)成為一個新的社會問題。據(jù)筆者的調查研究，區(qū)域教育信息化建設普遍遇到如下問題：

教育投資規(guī)模逐年增大，反而出現(xiàn)資源越來越不適應教學和科研需要的現(xiàn)象，出現(xiàn)此問題的主要原因是設備和資源的大量重復采購，雷同嚴重，資源共享程度低，使用效率低下，加上對教學資源需求多樣化、復雜化、信息化的轉變，設備和資源隨著信息技術的快速發(fā)展更新速度慢，教學資源過時陳舊，淘汰率高。

信息資源建設單位各自為政，缺乏統(tǒng)一部署規(guī)劃，信息資源孤島化嚴重，數(shù)據(jù)資源分散存儲，信息資源之間交換困難，共享難度大，閑置率高。

教學資源分布不均，發(fā)達地區(qū)與名校由于經(jīng)費充足，有更好的教學資源（包括師資、實驗室和計算機設備等），而民辦學校、貧困和偏遠地區(qū)的學校，由于資金來源有限，往往面臨著設備陳舊老化，師資與教學設備等資源不足的狀況。

綜上所述，區(qū)域教育信息資源存在的上述問題，嚴重影響了我國教育信息化建設的發(fā)展和人民的需求，盡快實現(xiàn)區(qū)域之間的數(shù)字教育資源共享共建是一個亟待解決的問題，而云計算作為一種全新的計算思維方式和服務模式，用云計算技術來構建區(qū)域教育信息化云平臺迫在眉睫。

三、基于云技術的區(qū)域教育信息化建設模型設想

（一）云數(shù)據(jù)平臺建設模型設想

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，教育信息化建設產生的教學課件、教案、實驗實訓資料、文獻資料、視頻教學材料等數(shù)據(jù)劇增，數(shù)據(jù)需求也日益復雜龐大，這給傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理帶來了巨大的壓力，因此必須建立一個可以動態(tài)擴展、動態(tài)調度資源、智能化綠色節(jié)能的云數(shù)據(jù)中心。區(qū)域教育信息化建設模型的數(shù)據(jù)中心要實現(xiàn)智能云化，可以采用“數(shù)據(jù)中心優(yōu)化”“資源池化”“管理自動化和使用智能化”等三步來建立。

首先，根據(jù)現(xiàn)有資源和設備的情況，采購一批適應新環(huán)境的設備，整合優(yōu)化精簡原有的部署架構，建立一個綠色高效的智能云數(shù)據(jù)中心。其次，將計算機、服務器、存儲設備及其網(wǎng)絡等物理設備和可用的信息資源虛擬化，形成一個可資源共享的虛擬云資源池。再次，通過開發(fā)一套先進的云管理軟件來管理和運行云數(shù)據(jù)中心，讓其實現(xiàn)自動運行管理和自動精簡優(yōu)化資源，以滿足云數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)智能化訪問的需要。

（二）云存儲平臺建設模型設想

云存儲平臺構建了一個統(tǒng)一的存儲池，它將區(qū)域內的各種資源進行整合規(guī)劃，分類存儲，組成相互統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源，有效的解決了傳統(tǒng)存儲中出現(xiàn)的“信息孤島”“存儲冗余”和“存儲空間利用率低”等問題，為其提供了智能化的存儲服務。

存儲方式可根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性、訪問頻次等指標及去同存異的原則，分別整合存儲在不同性能的存儲設備上，以實現(xiàn)綠色節(jié)能的需要，可采取“在線存儲”“近線存儲”和“離線存儲”等分類存儲方式，從而提高整個系統(tǒng)的存儲性能。如對于需要時刻讀取的在線數(shù)據(jù)資源或者訪問量較大的數(shù)據(jù)，為了滿足云計算平臺對數(shù)據(jù)訪問的速度要求，可以利用性能較好的磁盤陣列等設備為其在線存儲。為了防止數(shù)據(jù)災難的發(fā)生，而對在線存儲的數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)的備份，可以采用價格低廉的磁帶庫對其離線存儲。對于數(shù)據(jù)訪問量并不大的數(shù)據(jù)或者不是經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)，可以存放在性能較低、價格便宜的的存儲設備上。

數(shù)據(jù)存儲分類是基于數(shù)據(jù)訪問的局部性工作原理。通過云存儲管理軟件將不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)自動移到存儲層次中較低的層次，以便釋放出較高性能的存儲空間給更頻繁及隨時訪問的數(shù)據(jù)，從而使整個系統(tǒng)獲得最佳的總體性能。

（三）云科研平臺建設模型設想

隨著科研規(guī)模的擴大及其復雜性增加，如何以最少經(jīng)費采集海量的數(shù)據(jù)和解決復雜多變的科研問題，特別是復雜多變的科研平臺建設與龐大的實驗數(shù)據(jù)處理，越發(fā)成為一個讓科研人員頭疼的問題。建設一個能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享和快速動態(tài)部署，讓科研人員能在有強大計算能力的科研平臺上進行科學研究是當務之急。endprint

云科研平臺建設，首先需要根據(jù)現(xiàn)有的設備完善基礎設施架構，其次再根據(jù)科學研究的特點，整合現(xiàn)有資源和豐富IT資源，最后開發(fā)部署一套云科研平臺管理軟件，以便實現(xiàn)對IT基礎設施的高效管理和動態(tài)快速的部署，讓科研人員可輕松獲取和調度科研資源，而科研中需要用到的各種數(shù)據(jù)、各種測試實驗環(huán)境（如導彈的發(fā)射場地）都將通過虛擬現(xiàn)實技術來部署給研究者，通過虛擬的三維仿真技術讓科研人員身臨其境地感受到真實的科研環(huán)境，以便科研工作者將精力全部集中在科研實踐研究中。

（四）云虛擬桌面平臺建設設想

云虛擬桌面平臺是在具體的物理服務器設備上安裝虛擬主機系統(tǒng)來模擬各類操作系統(tǒng)運行需要的一切軟硬件設備，終端用戶可以通過瀏覽器登錄到云虛擬教學桌面，可以像使用本地計算機一樣訪問云端的桌面，系統(tǒng)平臺可以根據(jù)用戶的注冊信息為其分配一個量身定做的教學平臺，用戶可以隨時隨地使用賬號登錄自己的教學平臺進行學習、教學、科研，就像時刻帶著自己的筆記本電腦一樣。用戶使用過程中產生的數(shù)據(jù)以及實驗科研結果都將通過云自動化管理軟件保存在這個虛擬的教學平臺中，而中途不用另外保存和備份相關數(shù)據(jù)，減去了用戶擔心數(shù)據(jù)中毒和數(shù)據(jù)丟失的煩惱。特別是傳統(tǒng)模式下的教學，有時用戶不得不用U盤拷貝數(shù)據(jù)去另外一臺機器學習、教學和科研，這經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)與硬件、軟件不兼容的情況，而使用云虛擬教學平臺通過賬號登錄桌面，每次都是進入自己定制的平臺，就可以避免這些煩惱事情的發(fā)生，這大大的提高了用戶的學習效率。

（五）云教學資源管理平臺建設設想

云教學資源管理平臺的主要工作分為資源入庫，資源入庫評審，資源利用管理等三大模塊，首先資源的入庫建設一般由教師、教育管理部門和資源供應商來提供日常教學所需的教學課件、教學案例、教學視頻及文獻資料等資源。其次，對提交上來的教學資源，由資源審核員對資源進行初審，初審合格的資源由相關學科的專家進行復審，復審通過的資源評級分類入庫，根據(jù)級別來確定其使用價值，審查不合格的資源退回資源建設者，并給出修改意見。再次是對通過資源入庫評審的資源進行利用管理，包括資源的使用情況統(tǒng)計，星級評定，資源的推送服務等，使用情況統(tǒng)計主要依賴于資源的閱讀量、點擊率和下載量來綜合統(tǒng)計排序，以便為資源的使用情況和星級評定統(tǒng)計服務，根據(jù)星級來確定其價值，也可以作為資源獎勵的依據(jù)，從而促進資源的優(yōu)質化建設。此外還可以根據(jù)用戶注冊信息以及該用戶歷史資源的使用情況，自動匹配檢索相應的優(yōu)質資源，主動推薦給用戶使用，從而實現(xiàn)資源找人的智能化服務，解決資源難找的現(xiàn)狀。

四、云+端的區(qū)域教育云應用模型平臺部署

純“云”并不是開啟區(qū)域教育信息化未來的“萬能鑰匙”，“云-端”共存、“云-端”互動服務才是未來區(qū)域教育應用模型的架構的發(fā)展趨勢。“云”代表龐大的資源池，只能通過瀏覽器獲取，云端應用軟件的功能不能和客戶端軟件相提并論，只能實現(xiàn)客戶端軟件的部分功能，而云端受制于網(wǎng)絡傳輸，當沒有網(wǎng)絡的時候，無法訪問云中的數(shù)據(jù)和應用。而“端”代表豐富而有個性化特點的客戶端應用平臺，可以隨時使用。

區(qū)域教育云采用“云+端”的模式，通過將云端和客戶端深度整合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，既可以享有云的方便、廉價、智能化、動態(tài)和快速部署服務的特點，又可以享用客戶端的強大功能，特別是一些保密性比較強的商用私有數(shù)據(jù)資源，可以存儲在客戶端，保證了數(shù)據(jù)的安全性，也克服了在網(wǎng)絡不夠或無網(wǎng)絡的情況下，都可以進行無限制的智能化學習。

本文對區(qū)域教育信息化建設思路進行了初步的探討和設想，但在資源整合與云教育平臺模式架構方面依然存在很多技術難題尚需解決，隨著云計算技術應用的不斷成熟，云計算技術必將對區(qū)域教育信息化建設帶來新的革命。

【參考文獻】

[1]歐躍發(fā). 基于“云計算”技術的高校教學探析[J].電腦知識與技術，2013（16）

【基金項目】2013年度廣西高?？茖W技術研究項目（2013YB369）

【作者簡介】歐躍發(fā)，男，廣西桂林人，梧州職業(yè)學院高級工程師，在讀碩士，研究方向：云計算，軟件開發(fā)技術。黃春迪，女，海南?？谌耍芯糠较颍航逃畔⒒?。

（責編 丁 夢）endprint