基于云計(jì)算技術(shù)的數(shù)字媒體教學(xué)平臺構(gòu)建

倪棟

湖南大眾傳媒職業(yè)技術(shù)學(xué)院

【摘要】計(jì)算機(jī)技術(shù)在教育行業(yè)中的運(yùn)用已經(jīng)頗為廣泛，但是成熟度還略微欠缺，利用云計(jì)算技術(shù)搭建數(shù)字媒體教學(xué)平臺不僅能夠開拓教學(xué)的新方式，還能打破傳統(tǒng)教學(xué)的困境，綜合多樣化的教學(xué)資源，惠及更多的學(xué)者。數(shù)字媒體教學(xué)平臺并不是封閉的，它適用于多層次人群的學(xué)習(xí)，而云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)行則進(jìn)一步地完善了數(shù)字媒體教學(xué)平臺。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算技術(shù)；數(shù)字媒體教學(xué)平臺；平臺構(gòu)建

【基金項(xiàng)目】湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（XJK014BGD013）階段性成果之一。

現(xiàn)代教育事業(yè)的發(fā)展對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用提出了新的要求，作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高端產(chǎn)物，云計(jì)算技術(shù)是可以被深入運(yùn)用到教學(xué)工作中的，以提升數(shù)字媒體教學(xué)平臺的使用質(zhì)量，深化平臺構(gòu)建。

一、當(dāng)前高校數(shù)字媒體教學(xué)平臺使用存在的問題

高校各類設(shè)計(jì)專業(yè)、影視媒體專業(yè)等院系都需要運(yùn)行復(fù)雜的計(jì)算機(jī)技術(shù)，雖然很多院校建立了獨(dú)立的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，但這并不能夠滿足社會對高校培養(yǎng)專業(yè)性人才的需求。高校已建立相關(guān)的專業(yè)大多采用計(jì)算機(jī)機(jī)房架構(gòu)，由服務(wù)器、小型存儲、高性能的計(jì)算機(jī)或音視頻圖形工作站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)字媒體制作軟件以及相應(yīng)的外部設(shè)備組成，除了制作軟件和一些外部設(shè)備外，其他設(shè)備均可以通用，降低了實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)性。

（一）反復(fù)建設(shè)導(dǎo)致的設(shè)備利用率低問題

不同的專業(yè)在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過程中需要運(yùn)用的設(shè)備和軟件是不同的，所以同一高校的不同院系一般會建立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室，這就造成了資源的浪費(fèi)。在重復(fù)建立實(shí)驗(yàn)室的過程中，各院系學(xué)生都是使用院系專屬的實(shí)驗(yàn)室，資源和設(shè)備共享困難，但若統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和軟件的儲存又不能夠滿足專業(yè)學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求，大量的硬件設(shè)備被限制下來，已有的實(shí)驗(yàn)室利用率也并不高。

（二）數(shù)字媒體教學(xué)平臺教學(xué)效果低下

由于建設(shè)初期沒有準(zhǔn)確把握教學(xué)需求，所以部分高校所建立的數(shù)字媒體教學(xué)平臺技術(shù)水平非常低，設(shè)備也比較落后，大部分的實(shí)驗(yàn)室將功能集中在簡單的多媒體數(shù)據(jù)的處理上，例如視頻音頻的剪輯、圖像處理、建筑建模，某些需要大量數(shù)學(xué)計(jì)算的工作難以完成，計(jì)算技術(shù)設(shè)備常易出現(xiàn)卡死、死機(jī)和速度慢等問題。

（三）設(shè)備升級存在阻礙

社會需求加快了計(jì)算機(jī)軟件和硬件的更新速度，許多外部因素影響著計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件設(shè)備的更新。進(jìn)入21世紀(jì)以后，人們對計(jì)算的使用率大大提升，計(jì)算機(jī)使用安全問題更是層出不窮。為了解決計(jì)算機(jī)使用安全問題并滿足多樣化的使用要求，提高計(jì)算機(jī)使用質(zhì)量，工作者們對計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件進(jìn)行了高效化的更新升級。但對于教育單位來講，硬件設(shè)備和軟件更新需要大量的資金支持，這是它們無力支撐的。

（四）維護(hù)保養(yǎng)困難

數(shù)字媒體教學(xué)設(shè)備在使用過程中需要進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和有效的管理，以保障校園內(nèi)部計(jì)算機(jī)的使用安全和使用效率，延長實(shí)驗(yàn)室的使用壽命。大量的資金和人力投入讓高校不堪重負(fù)，很多高校只能將專業(yè)的維護(hù)保養(yǎng)工作交付給任課教師或者干脆把此項(xiàng)工作束之高閣。

二、設(shè)計(jì)思路分析

云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為我們解決上述問題提供了可能，云計(jì)算的目的是整合計(jì)算實(shí)體通過網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)資源池，使各種教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)需要計(jì)算出電源、存儲空間和信息服務(wù)。云計(jì)算的主要特點(diǎn)包括按需定制服務(wù)、無處不在的網(wǎng)絡(luò)訪問、共享資源池、快速彈性、測量服務(wù)等，這些都是我們迫切需要的平臺建設(shè)特點(diǎn)。

在數(shù)字媒體制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問題的基礎(chǔ)上，對云計(jì)算優(yōu)勢展開分析，提出以下的數(shù)字媒體制作實(shí)驗(yàn)教學(xué)基于云計(jì)算平臺的建設(shè)思路：一是剝離部門、專業(yè)、課程、設(shè)備、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，新的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)之間存在數(shù)據(jù)綁定關(guān)系，將從本地應(yīng)用程序移動到網(wǎng)絡(luò)，超級計(jì)算機(jī)集群負(fù)責(zé)操作，只需要通過Web用戶終端可以訪問所需的應(yīng)用；二是建立統(tǒng)一的用戶管理模式，并根據(jù)本專業(yè)的要求，課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置用戶的資源分配和訪問，將決定設(shè)備課程在教學(xué)中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的用戶管理模式，將資源配置和訪問作為教學(xué)模式的核心，學(xué)生只需要知道使用軟件的網(wǎng)絡(luò)地址，只需輸入賬戶就可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)得知結(jié)果。

三、數(shù)字多媒體教學(xué)平臺中云計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)成

將云計(jì)算技術(shù)運(yùn)用到多媒體教學(xué)平臺的構(gòu)建當(dāng)中首先必須要了解云計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成。

（一）云計(jì)算系統(tǒng)核心構(gòu)建簡介

云計(jì)算控制服務(wù)器是整個(gè)云計(jì)算技術(shù)系統(tǒng)的核心部件，其作用和重要性相當(dāng)于人的心臟，是整個(gè)云計(jì)算技術(shù)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定有序運(yùn)行的核心控制者和動力提供者。整套系統(tǒng)平臺的全部運(yùn)轉(zhuǎn)功能以及資源的請求與傳輸功能都離不開它的支持。

（二）云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用服務(wù)器

云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用服務(wù)器主要是用于云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用組件的連接，屬于支持類組件。云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用服務(wù)器能夠?qū)⒃朴?jì)算技術(shù)的服務(wù)模塊輸送到用戶的計(jì)算機(jī)上，以便客戶對負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。例如在大型網(wǎng)絡(luò)游戲系統(tǒng)的運(yùn)營、維護(hù)當(dāng)中就會使用到云計(jì)算技術(shù)。

（三）計(jì)算集群

云計(jì)算技術(shù)系統(tǒng)中特有的并行功能計(jì)算集群，計(jì)算集群能夠支撐整個(gè)云計(jì)算使之能夠獲取巨大計(jì)算能力，它能夠在后臺系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行海量的計(jì)算過程，并保持各個(gè)計(jì)算過程的獨(dú)立性，防止各個(gè)計(jì)算任務(wù)出現(xiàn)矛盾。

（四）信息儲存器

云計(jì)算技術(shù)的信息儲存器一般是分布式的信息儲存集群，主要執(zhí)行信息儲存任務(wù)。云計(jì)算之所以能夠擁有強(qiáng)大的信息儲存能力，并保持儲存的有序性，都要?dú)w功于信息儲存服務(wù)器集群。

（五）客戶端

云計(jì)算對客戶端設(shè)備的要求不高，瘦終端，或者普通PC，甚至平板電腦、智能手機(jī)，只要能夠連接到網(wǎng)絡(luò)登錄到遠(yuǎn)程服務(wù)器，就可以作為客戶端使用?？蛻舳瞬荒茇?fù)擔(dān)任何計(jì)算工作，服務(wù)器根據(jù)客戶端的指令執(zhí)行相應(yīng)的編輯等工作，并將其擴(kuò)展到本地桌面。也就是說，當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室中的普通計(jì)算機(jī)只要通過連接網(wǎng)絡(luò)就可以作為云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行使用，這樣一來就可以有效延長現(xiàn)有設(shè)備的生命周期，減輕資金壓力。

（六）資源中心

云計(jì)算資源中心基本上是一個(gè)超級計(jì)算中心，是數(shù)字媒體制作編輯、合成和渲染的中心。數(shù)字媒體云計(jì)算資源中心主要是由一批超級視頻單元和數(shù)字集群CPU + GPU架構(gòu)的渲染組成，利用云管理平臺實(shí)現(xiàn)動態(tài)負(fù)載均衡，物理服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器故障轉(zhuǎn)移群集，虛擬機(jī)遷移，關(guān)鍵應(yīng)用的熱備份，關(guān)鍵設(shè)備冗余，和其他技術(shù)手段來保證整個(gè)云計(jì)算平臺的安全、可靠運(yùn)行。

四、云計(jì)算在數(shù)字媒體教學(xué)平臺構(gòu)建中的運(yùn)用

云計(jì)算在數(shù)字媒體教學(xué)平臺中的運(yùn)用能夠有效提高高校實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)水平，為國家培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)水平更高的人才。融入了云計(jì)算技術(shù)的數(shù)字媒體教學(xué)平臺在教學(xué)資源的使用等方面都具有很大的優(yōu)勢。

（一）利用云計(jì)算提高教學(xué)資源的使用率

以傳媒動畫教學(xué)為例，傳媒動畫的教育和學(xué)習(xí)需要大量的教學(xué)資源來提供支持，而當(dāng)前我國傳媒動畫的教育資源略顯緊迫，各高校也難以實(shí)現(xiàn)教育資源共享，教學(xué)質(zhì)量也因此變得參差不齊。云計(jì)算可以幫助各個(gè)高校整合教育資源，實(shí)現(xiàn)教育互助。高?？梢酝ㄟ^云和遠(yuǎn)程接口達(dá)到教學(xué)資源共享的目的。另外，不同院系也同樣可以通過云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源共享。

（二）整合計(jì)算資源

傳統(tǒng)的數(shù)字媒體教學(xué)平臺在進(jìn)行3D制圖或動畫技術(shù)等具有較高計(jì)算要求的動作時(shí)，常出現(xiàn)速度慢、死機(jī)等情況，延緩了教學(xué)進(jìn)程。以現(xiàn)有的硬件配置來看，只有通過植入云計(jì)算技術(shù)，才能在降低建設(shè)成本的情況下提高實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)水平。資金力量不足的院?？梢酝ㄟ^云計(jì)算與高端院校的實(shí)驗(yàn)室來實(shí)現(xiàn)資源共享，并向其支付一定的費(fèi)用，相比重新購進(jìn)高端硬件設(shè)備來講，大大降低了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成本，高端院校也因此受益，減少了閑置資源。

五、云計(jì)算數(shù)字媒體教學(xué)平臺構(gòu)建難題和發(fā)展展望

云計(jì)算數(shù)字媒體教學(xué)平臺雖然有著更多的教學(xué)優(yōu)勢，但仍在建設(shè)過程中存在一些難題，未來它還將有更大的發(fā)展空間。

（一）資源取舍

不同院校的教學(xué)資源存在重復(fù)部分，在建設(shè)云計(jì)算數(shù)字媒體教學(xué)平臺的時(shí)候，需要對所有資源進(jìn)行分類處理，實(shí)現(xiàn)資源的科學(xué)取舍，并將其儲存到云計(jì)算儲存器當(dāng)中。

（二）資金支持

云計(jì)算數(shù)字媒體實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建需要大量的資金支持，尤其是虛擬實(shí)驗(yàn)室與新應(yīng)用程序服務(wù)器的增加。未來，高校還應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大投資建設(shè)力度，保障資金供應(yīng)鏈不發(fā)生斷裂。

（三）光纖互聯(lián)網(wǎng)的支持

光纖互聯(lián)網(wǎng)是云計(jì)算數(shù)字媒體教學(xué)平臺得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。我國壟斷地位的網(wǎng)絡(luò)資源就分為教育網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)、電信網(wǎng)，三種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部共享的網(wǎng)速本來就不快，如果資源跨網(wǎng)絡(luò)，速度就更慢。很多貧困地區(qū)不但缺乏計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)資源也很差。所以高校需盡快接入光纖互聯(lián)網(wǎng)，支持該平臺的使用。

六、結(jié)束語

云計(jì)算技術(shù)在數(shù)字媒體教學(xué)構(gòu)建中的運(yùn)行還存在諸多的問題，例如資金問題、技術(shù)問題等，未來還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步強(qiáng)化相關(guān)的投資鏈，完善技術(shù)設(shè)備，拓寬應(yīng)用層面。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張翼飛，張瀾宇.基于云計(jì)算的數(shù)字媒體教學(xué)平臺架構(gòu)研究[J].科技與企業(yè)，2013（07）：132-133.

[2]張翼飛.應(yīng)用型本科高校數(shù)字媒體教學(xué)平臺的云計(jì)算化研究優(yōu)先出版[J].科技與企業(yè)，2014（05）：358-359.