基于云計(jì)算的moodle醫(yī)學(xué)視頻資源平臺(tái)構(gòu)建研究

李樹(shù)春 王凱玲 王一川 齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院

Moodle作為一個(gè)時(shí)下最流行的開(kāi)源學(xué)習(xí)共享系統(tǒng)，以其簡(jiǎn)單的使用方式和靈活的擴(kuò)展性而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代教學(xué)實(shí)際中。Moodle是基于建構(gòu)主義理論開(kāi)發(fā)的開(kāi)源型學(xué)習(xí)軟件，具有很好的兼容性、擴(kuò)展性和廣泛的插件支持。在2010年世界學(xué)習(xí)工具的排序中，Moodle在課程管理類(lèi)排名第一，顯示出極強(qiáng)的教育教學(xué)能力。目前，Moodle官網(wǎng)已有超過(guò)二百個(gè)國(guó)家和地區(qū)的教師和學(xué)生參與。

云計(jì)算是由虛擬化技術(shù)、分布式存儲(chǔ)技術(shù)、軟件即服務(wù)、效用計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算及負(fù)載均衡等技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。自從2007年10月份云計(jì)算誕生至今，這一技術(shù)在短短的十幾年的時(shí)間里對(duì)整個(gè)IT行業(yè)產(chǎn)生了非常巨大的影響。

1 Moodle 在具體應(yīng)用中存在的實(shí)際問(wèn)題

1.1 建設(shè)和維護(hù)困難

Moodle軟件在服務(wù)器上部署，會(huì)面臨硬件資源緊張和軟件管理困難等兩個(gè)問(wèn)題。系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行及維護(hù)工作需要專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員操作，而且要保障數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還需更多的資金來(lái)購(gòu)置入侵檢測(cè)系統(tǒng)和防火墻等設(shè)備。Moodle系統(tǒng)對(duì)帶寬要求較高，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也影響用戶(hù)的體驗(yàn)。

1.2 并發(fā)性能不足

一臺(tái)服務(wù)器負(fù)載能力十分有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。響應(yīng)能力無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際使用需求。一旦訪問(wèn)用戶(hù)過(guò)多，Moodle平臺(tái)就會(huì)宕機(jī)，嚴(yán)重影響正常的教育教學(xué)的開(kāi)展，給用戶(hù)體驗(yàn)差。

1.3 存儲(chǔ)空間不足

存儲(chǔ)能力受單臺(tái)服務(wù)器的影響，無(wú)法大量存儲(chǔ)醫(yī)學(xué)視頻資源，滿(mǎn)足不了廣大師生的教學(xué)需求。在研究和使用Moodle的過(guò)程中，目前無(wú)論是設(shè)備性能和安全性都存在一定的瓶頸和缺陷。

2 Moodle結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 部署相對(duì)簡(jiǎn)單，可以很好的提高設(shè)備資源利用率。云計(jì)算技術(shù)吸收了分布式計(jì)算、虛擬化、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，不花費(fèi)高昂的成本就可以輕松獲取存儲(chǔ)資源和硬件設(shè)施，從而大大的降低了教學(xué)信息化投入的成本。

2.2 友好的支撐管理界面。在云計(jì)算技術(shù)支持下，數(shù)字化學(xué)習(xí)服務(wù)和數(shù)據(jù)可以在最大范圍內(nèi)共享，應(yīng)用使用廣泛的 B/S 瀏覽器訪問(wèn)模式。方便教師和學(xué)生快速的使用 Moodle 展開(kāi)教育教學(xué)。

2.3 解決存儲(chǔ)空間問(wèn)題

分布式存儲(chǔ)技術(shù)，把存儲(chǔ)空間池化，根據(jù)需要按需擴(kuò)充存儲(chǔ)空間，而通過(guò)冗余存儲(chǔ)技術(shù)，也減少了數(shù)據(jù)意外丟失的可能性。

3 平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

構(gòu)建基于云計(jì)算的Moodle系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)視頻資源共享平臺(tái)，是借助云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)整合Moodle資源共享平臺(tái)，推動(dòng)醫(yī)學(xué)視頻資源共享共建，方便師生學(xué)習(xí)的開(kāi)展，以分享的方式進(jìn)行互幫互助學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮整合視頻資源的優(yōu)勢(shì)，讓優(yōu)質(zhì)的視頻資源能惠及更廣大的師生，讓師生之間、生生之間盡情享受云計(jì)算技術(shù)帶來(lái)的學(xué)習(xí)上的便利。

本文把云計(jì)算下的Moodle醫(yī)學(xué)視頻資源平臺(tái)分為三大模塊：管理平臺(tái)、教師平臺(tái)和學(xué)生平臺(tái)。基于云計(jì)算的Moodle醫(yī)學(xué)視頻資源系統(tǒng)功能主要從管理功能、教師功能及學(xué)生功能三方面進(jìn)行論述。平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3.1 管理功能

管理平臺(tái)即最高權(quán)限的管理組織平臺(tái)，管理員主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理與維護(hù)，擁有最高的編輯、管理權(quán)限。系統(tǒng)管理員可以賦予與取消教師的權(quán)限，可以任意添加或刪除網(wǎng)絡(luò)課程，添加或刪除申請(qǐng)的用戶(hù)，系統(tǒng)管理員同時(shí)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資源安全和建設(shè)運(yùn)行維護(hù)等。管理平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)主要包括用戶(hù)管理、平臺(tái)管理、模塊管理三大部分。

3.2 教師功能

基于云計(jì)算的Moodle平臺(tái)為教師主要提供了資源庫(kù)管理、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、反饋評(píng)價(jià)等功能。教師利用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線上即時(shí)課堂互動(dòng)。教師可以根據(jù)教學(xué)要求自由設(shè)計(jì)教學(xué)方式，如：添加刪除用戶(hù)組及用戶(hù)，添加刪除課程資源等各種服務(wù)方式。如圖1所示。

3.3 學(xué)生功能

基于云計(jì)算的Moodle平臺(tái)把學(xué)習(xí)功能主要分為三大功能模塊，既課前準(zhǔn)備、課上觀看及討論和課后反饋評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用于學(xué)生參與各種學(xué)習(xí)活動(dòng)并記錄學(xué)習(xí)軌跡，如作業(yè)提交、課程測(cè)試、獨(dú)立探索和小組討論等，實(shí)現(xiàn)師生和生生間的交流互動(dòng)、成果評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)進(jìn)度查看、學(xué)習(xí)效果總結(jié)、成果經(jīng)驗(yàn)共享等功能。

4 Moodle平臺(tái)及云計(jì)算Hadoop的安裝

4.1 在Windows環(huán)境下搭建Moodle平臺(tái)，在安裝前需要先安裝phpStudy，Moodle及phpStudy的主要安裝步驟如下：

1、解壓 phpStudy，雙擊phpStudy.exe開(kāi)始安裝

2、默認(rèn)從D：WWW目錄為網(wǎng)站安裝路徑，根據(jù)自己需要可以修改

3、完成phpStudy的安裝，安裝完成的phpStudy面板如下圖2所示：

4、將安裝文件夾“moodle”放置到剛剛選定的“D：/WWW”路徑下，

5、修改網(wǎng)站域名（任意，方便訪問(wèn)），修改網(wǎng)站目錄為當(dāng)前moodle所在目錄

6、在瀏覽器中輸入剛剛設(shè)置的域名地址，就可以進(jìn)入moodle的安裝界面了

7、選擇語(yǔ)言為簡(jiǎn)體中文，綁定數(shù)據(jù)庫(kù)賬戶(hù)，設(shè)置管理員賬戶(hù)密碼，密碼要求使用強(qiáng)密碼

8、完成Moodle的安裝，安裝成功界面如圖3所示

4.2 云計(jì)算Hadoop集群環(huán)境安裝配置步驟

1、下載安裝JDK1.8，并配置環(huán)境變量

2、下載安裝Cygwin，并配置環(huán)境變量

3、在Cygwin啟動(dòng)ssh服務(wù)，輸入ssh-keygen命令生成密鑰對(duì)authorized_keys文件，放到主機(jī)和從機(jī)中，完成主機(jī)與從機(jī)之間免密訪問(wèn)

4、下載解壓Hadoop文件到磁盤(pán)根目錄下，在所有機(jī)器上配置hadoop-env.sh文件

5、配置HADOOP_HOME環(huán)境變量，并在系統(tǒng)環(huán)境變量Path中添加Hadoop環(huán)境變量

6、修改hadoop核心配置文件，在所有機(jī)器上修改core-site.xml、mapred-site.xml、hdfs-site.xml和 yarn-site.xml等四個(gè)文件的內(nèi)容并保存

7、在所有機(jī)器上修改防火墻配置，打開(kāi)如下端口8088、9000、50010、50030、50060、50070、50075、50090

8、在master上通過(guò)Cygwin啟動(dòng)Hadoop服務(wù)，輸入hdfs namenode -format執(zhí)行，之后輸入start-dfs.cmd啟動(dòng)服務(wù)，輸入jsp查看啟動(dòng)的服務(wù)有哪些。

9、集群環(huán)境是否啟動(dòng)，通過(guò)瀏覽器輸入http：//localhost/8088/來(lái)查看，如圖4所示

5 結(jié)語(yǔ)

本平臺(tái)利用云計(jì)算提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式及負(fù)載均衡技術(shù)，首先可以減少在IT基礎(chǔ)設(shè)施上的重復(fù)投資，解決存儲(chǔ)資源不足、并發(fā)線程響應(yīng)慢以及用戶(hù)體驗(yàn)差的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)各地的醫(yī)學(xué)視頻資源的共享，為高校節(jié)約了購(gòu)置大量服務(wù)器及后期運(yùn)行維護(hù)的成本；同時(shí)借助基于云計(jì)算的moodle醫(yī)學(xué)視頻平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)免費(fèi)開(kāi)放、資源共享的目標(biāo)，打破時(shí)空限制并推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，豐富了教育教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容，提高了教師的教學(xué)方式方法，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，本平臺(tái)的應(yīng)用有效地提高了教育教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)實(shí)施管理水平，促進(jìn)教育信息化及現(xiàn)代化的發(fā)展。