洪燕璇

摘要：隨著云計算技術的快速發(fā)展，其已經(jīng)在校園信息化系統(tǒng)中得到了普及和應用。為了能夠提高教學管理的自動化、智能化和信息化水平，文章提出采用云計算技術設計一個校園網(wǎng)智能學習平臺，虛擬化教學軟硬件資源，教師、學生通過平臺獲取云端賬戶，可以多用戶并發(fā)登錄平臺管理，使用教學資源，并且能夠實現(xiàn)斷點續(xù)傳、記錄學習課程進度等功能，以期提高學習的自主性和積極性，改善教學質量。

關鍵詞：云計算；智能學習平臺；數(shù)據(jù)庫；虛擬化

隨著學校規(guī)模的擴大，學生人數(shù)迅速增加，導致教學軟硬件資源無法有效地滿足學生的學習需求。同時，學校各類信息系統(tǒng)安裝運行、升級維護比較復雜，學生在正常使用過程中頻繁發(fā)生毀壞、故障，影響學生正常學習。隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，云計算已經(jīng)成為解決上述問題的重要技術。本文基于云計算技術設計了校園網(wǎng)智能學習平臺，可以有效地改進教學軟硬件環(huán)境，給教師、學生分發(fā)一個云端登錄賬戶，可以提高學習系統(tǒng)的安全性和有效性。該系統(tǒng)可以記錄學生學習情況，實現(xiàn)斷點續(xù)傳，能夠持續(xù)學習課程資源，進一步改進教學效果。

1云計算概念及應用

隨著海量數(shù)據(jù)信息時代的到來，云計算和云服務已經(jīng)成為計算機技術發(fā)展里程碑式的貢獻之_。與傳統(tǒng)計算機技術相比，云計算環(huán)境使用矩陣的連接方式可以將數(shù)以千萬的計算機連接在一起，云計算技術具有更加強大的處理性能，同時也比較容易訪問，能夠提高系統(tǒng)的可擴展性。云計算環(huán)境中所有的數(shù)據(jù)都保存在云端數(shù)據(jù)庫中，因此用戶只要具備云端賬戶名和登錄密碼就可以登錄云服務器進行功能處理和數(shù)據(jù)處理，處理完畢之后可以通過云服務器將數(shù)據(jù)傳輸至用戶端，這樣就可以更好地為人們提供服務。此外，云計算任務具有定制性、虛擬化的特點，同時還能夠提供良好的可擴展性，針對性地為用戶提供周到的服務。

目前，云計算技術在校園網(wǎng)智能學習平臺設計與實現(xiàn)過程中，可以利用云計算服務技術的3層關鍵平臺，將教學軟硬件資源進行虛擬化，提高系統(tǒng)用戶接入的并發(fā)性，主要層次包括應用服務層（SaaS）、管理中間件層和基礎設施即服務（IaaS）。具體每一層的內容如下所述：

應用服務層（SaaS）：該層能夠為學生用戶、教師用戶、教學管理用戶提供云端服務接口和管理服務接口，用戶只需要登錄云端賬號和密碼，即可進入云端系統(tǒng)，訪問系統(tǒng)資源。

（2）管理中間件層：管理中間件層是云計算虛擬化教學服務實驗模型應用服務層和基礎設施即服務（IaaS）接口，提供上下通信、資源調度監(jiān)控、服務器負載管理、用戶訪問管理、應用服務管理、計費管理和安全管理等，以便系統(tǒng)能夠實現(xiàn)高性能服務，提高用戶使用感知。

（3）基礎設施即服務（IaaS）：可以管理底層通信、數(shù)據(jù)存儲、應用服務器等硬件資源，并且將資源虛擬化，以保證用戶訪問系統(tǒng)擁有足夠的資源，能夠進行高速的應用邏輯業(yè)務處理，并且可以保存用戶學習過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。

2基于云計算的校園網(wǎng)智能學習平臺功能分析

隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術的快速發(fā)展，學校開發(fā)了許多教學、管理系統(tǒng)，包括學籍管理系統(tǒng)、多媒體教學系統(tǒng)、成績管理系統(tǒng)等。不同的應用系統(tǒng)采用不同的系統(tǒng)架構、開發(fā)技術和數(shù)據(jù)庫，導致許多教學管理服務系統(tǒng)無法共享數(shù)據(jù)資源，降低了管理系統(tǒng)的共享性、協(xié)同性。隨著云計算技術的出現(xiàn)，教師、學生和管理人員對信息化系統(tǒng)辦公的角度不同，需要的功能服務不同，因更容易引起多個系統(tǒng)之間的無法協(xié)作，矛盾和問題也更加突出。具體的云計算環(huán)境下，教學管理服務系統(tǒng)存在以下幾個方面的問題：

學校購置教學設備較少，無法承擔復雜的學習任務；學校教學設備使用中學生專業(yè)素養(yǎng)不一，造成病毒泛濫，信息的安全性差；教學設備更新速度快，造成巨大的重復性投資；教學時空受到極大的約束和限制；學校教學設備維護人員較少，不能夠充分保證完成教學任務。

為了解決上述問題，本文基于云計算技術設計了一個虛擬的智能學習平臺，通過云平臺實現(xiàn)一個虛擬的桌面教學環(huán)境，有效地利用學生擁有的各種終端設備，只需要提供一個安全的接入賬號，即可訪問云服務平臺中的各種教學資源，不受時空限制地學習。

智能學習平臺可有效解決當前教學過程中存在的時空受限、設備更新代價高、教學質量低等問題，改善學生學習的時空環(huán)境、設備環(huán)境、人文信息環(huán)境、組織環(huán)境、情感環(huán)境等，優(yōu)化教學活動流程，提高教學效果，促進學生能夠更加友好地掌握學習知識，提高學習的主動性。在系統(tǒng)開發(fā)和設計過程中，本文采用了原型化需求分析方法，針對學校不同的用戶類別，導出了系統(tǒng)需要完成的相關的功能。智能學習平臺的使用用戶主要包括以下幾類：（1）教育科研類用戶：這類用戶主要包括教授、研究員，云服務平臺可以按需分配其所需要的軟硬件環(huán)境，并且提供集中式大的科研資料保存庫。（2）教師用戶：教師在進行課程教學管理過程中，可以通過智能學習平臺搜集好的教學課件，創(chuàng)新教學內容，提高教學的主動性、趣味性和積極性，進而改進教學方法，提高學生的積極性。（3）學生用戶：傳統(tǒng)的學習系統(tǒng)將學生學習的空間限制在機房內，學習的時間限制在上課期間，因此無法充分發(fā)揮教學資源的利用性。學生用戶是云服務平臺使用最主要的對象，學生用戶可以使用各種終端設備，分別是PC、PDA、智能手機等，獲取定制的虛擬云桌面，訪問云服務平臺的學習內容。（4）課程學習斷點續(xù)傳功能：有效記錄學生學習課程的時間，方便學生掌握學習的過程及課時，具有重要的功能。智能學習平臺使用斷點續(xù)傳功能，能夠有效記錄課程學習的內容，幫助學生掌握學習進度，不需要重復學習，并且能夠向學生推薦較好的學習課程，提供學習的內容。

3基于云計算的校園網(wǎng)智能學習平臺設計

智能學習平臺采用現(xiàn)代的分布式管理系統(tǒng)架構，將一個系統(tǒng)分為3個層次，分別是用戶終端層、虛擬桌面應用層和后臺服務層，各個層次之間采用相關的調用接口連接，使用嚴格的防火墻策略控制系統(tǒng)的訪問權限，并且使用主動防御體系，開發(fā)用戶訪問端口。系統(tǒng)將后臺服務器與用戶的邏輯業(yè)務處理層分割開來，可以獨立地控制每一個層次的內容，保護后臺應用服務器，并且可以定制個人學習桌面。智能學習平臺業(yè)務流程為：用戶可以使用各種PC，PDA，IPAD等用戶終端設備接入應用服務器（WI），通過使用域控制器（AD）驗證用戶的身份，并且能夠集中調控基礎架構服務器集群，訪問用戶的虛擬桌面以及分配給用戶相關資源，通過虛擬桌面系統(tǒng)進入云服務平臺。在用戶進行訪問的過程中，系統(tǒng)采用隧道加密措施，以有效地保證用戶信息和訪問數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

4結語

目前，基于云計算的智能學習平臺能夠改變傳統(tǒng)教學模型，打破時空限制，有效地將設備環(huán)境、時空環(huán)境、組織環(huán)境、情感環(huán)境和人文信息環(huán)境融合在一起，優(yōu)化教學流程，能夠提高教學質量，促進學生更好地學習和掌握知識。