基于云計算的網絡學習

□文/張 天

（河北聯合大學 河北·唐山）

一、云計算的含義與特點

（一）云計算的含義。云計算是在分布式系統、網格計算等發展的基礎上提出的一種新型計算模型，是一種新興的共享基礎架構的方法，它面對的是超大規模的分布式環境，核心是提供數據存儲和網絡服務。云計算借用了量子物理中的“電子云”思想，強調說明計算的彌漫性、無所不在的分布性和社會性特征。在云計算中，用戶所處理的數據并不存儲在本地，而是保存在互聯網上的數據中心，用戶所需的應用程序并不運行在用戶的個人電腦、手機等終端設備上，而是運行在互聯網上大規模的服務器集群中。提供云計算服務的企業負責管理和維護這些數據中心的正常運作，為用戶提供足夠強大的存儲空間和計算能力。用戶只需能夠接入互聯網，就可以通過電腦、手機等終端設備，在任何地點方便快捷地使用數據和服務，而不需關心存儲或計算發生在哪朵“云”上?？梢?，云計算將改變傳統以個人計算機為基礎的生產模式，Web將成為交往聚合與設備聚合的中樞，最終改變人們獲取信息、分享內容和互相溝通的方式。

（二）云計算相關技術

1、云計算與網格計算。云計算技術是網格技術的發展，兩者有許多相似之處，都希望利用大量計算機，構建出強大的計算能力。云計算環境可通過快速提供運行網格應用的物理和虛擬服務器來支持網格計算。同時，云計算也支持非網格環境，比如標準的三層Web架構或Web2.0應用。兩者之間的主要區別在于：從服務角度來看，網格計算一般更重視異質資源整合，而云計算更重視提供基礎服務。為了方便管理，并充分運用服務器的效能，云計算使用了虛擬化技術；網格運算通常只使用專屬的應用協議和數據格式，而云計算當前則存在多種技術架構。

2、云計算與虛擬化技術。虛擬化是云計算最強調的特點。在計算機領域，虛擬化通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行，是把物理資源轉變為邏輯上可以管理的資源。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。在云計算環境下，虛擬技術將網絡中的服務器、存儲和網絡虛擬成一個資源池，統一靈活調配。每一個應用部署的環境和物理平臺無關，通過虛擬平臺進行管理實現對應用的擴展、遷移和備份。

3、云計算與 SaaS。SaaS（軟件即服務）是通過互聯網以服務形式交付和使用軟件的業務模式。據Gartner公司估計，到2011年，25%的軟件將通過服務模式發布，SaaS將會逐漸成為軟件行業主流的應用模式。但是，隨著SaaS軟件客戶的增長，網絡存儲和帶寬等基礎資源逐步成為發展的瓶頸。云計算為SaaS的發展提供了條件，服務商可以選擇云計算平臺，使用云計算基礎架構，通過低廉的價格，為海量的用戶群提供更為穩定、快速、安全的應用和服務。

（三）云計算的特點

1、可靠、安全的數據存儲。云計算提供了最為可靠安全的數據存儲中心，數據（如文檔和媒體）將會自動同步，通過Web可在所有的設備上使用。這樣避免了用戶將數據存放在個人電腦上可能造成的數據丟失或病毒等問題。同時，云計算通過嚴格的權限管理策略支持數據的共享。

2、方便、快捷的云服務。云計算時代，用戶將不需要安裝和升級電腦上的各種應用軟件，只需要具有網絡瀏覽器，就可以方便快捷地使用云計算提供的各種服務。這將有效地降低技術應用的難度曲線，進一步推動Web服務發展的廣度和深度。

3、強大的計算能力。云計算為網絡應用提供了強大的計算能力，可以為普通用戶提供每秒10萬億次的運算能力，完成用戶的各種業務要求。這種超級運算能力在普通計算環境下是難以達到的。

4、經濟效益。據預計，相對于機構自身運營數據中心而言，云計算服務提供商的存儲成本一般只有其1/10，而帶寬成本只有1/2，計算處理能力成本只有1/3。這將幫助一些機構以低廉的架構成本進行運作。

二、云計算對網絡學習的影響

在教育領域，2007年10月，Google和IBM聯合宣布推廣“云計算”的計劃，包括卡內基梅隆大學、斯坦福大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校在內的多所高校都參加了該項計劃，我國的清華大學也于2008年3月加入了此項計劃。通過這項計劃，高校的研究者能夠更方便地利用Google和IBM的云計算資源，搭建出各種創新性的應用。

傳媒學家麥克盧漢認為“任何技術都傾向于創造一個新的人類環境”。云計算模式將為教育領域拓展出一個嶄新的學習空間，也為信息共享、信息協作和學習創造了一個全新的環境。隨著云計算模式的逐漸發展和普及，學校、教育機構和個人的信息處理會逐漸遷移到“云”上，這將對網絡學習帶來積極的影響。一方面學習者可以通過云計算提供的服務，自由地選擇學習內容和學習方式，更好地利用信息資源和服務；另一方面教育管理機構和教育科研工作者能更好地管理教學資源、開展教學設計、優化教學過程。對于我們教育技術工作者來說，掌握云計算技術的思想和應用模式，并在網絡學習系統的設計和開發中進行應用，將對網絡學習帶來新的推動。

（一）學習者。云計算是學習者方便快速地構建個人學習環境的有效手段，將支持并推動個人學習環境和非正式學習的發展。

1、構建網絡學習環境。Web2.0環境下，以學習者為中心的個人學習環境將是網絡學習的發展趨勢，非正式學習將在學習者的學習活動中占據越來越大的比重。網絡學習已不再被局限在學校機構的范圍中，而是更廣泛的、學習者可自行創建和管理的空間，學習活動也更多地由學習者自己而不是學校機構來控制。學習者控制和管理個人學習，選擇所需要的學習資源和服務，不同的學習者會選擇不同的學習內容和工具來創建其個人學習環境。在云計算支持下，個人學習環境的基本要素如文本、音視頻、培訓等都可以由云服務實現控制和管理。學習者只需要通過瀏覽器即可獲取構建學習環境所需的數據和服務，而不需再掌握復雜的軟件操作，這樣極大地降低了網絡學習環境構建的門檻。

2、提高生產力。云計算增強了網絡學習的靈活性和敏捷性，能夠實現學習資源和學習工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低Web學習資源與服務的成本與難度，創建靈活敏捷的學習方式，創設豐富的學習情境，從而有助于提高學習生產力，最終提高學習效果。

（二）學校管理機構。云計算模式能極大地降低教育信息系統建設的成本。對于學校來講，通過投資建立計算中心成本較大，并且難以與教育信息系統的快速成長和服務多元化要求相匹配。云計算模式為學校提供了合適的借鑒方案，教育機構數據中心、網算提供的IT基礎架構，可以節約成本，不用再投資購買昂貴的硬件設備，負擔頻繁的維護與升級。同時，云計算也將有效地消除教育信息系統中的“孤島”現象。網格技術給出了消除信息孤島的解決方案，作為網格運算模式的發展和改進，云計算提供了更強的管理機制、自動化部署和高層次的虛擬化，將實現網絡虛擬環境上的最大化資源共享和協同工作。Gartner研究機構的分析家稱，盡管云計算的全面實際應用依然有一定距離，但是需要及早進行規劃。在教育領域，學校管理機構在現階段進行信息系統建設和資源建設時應該考慮到這一因素，一方面避免將來采用云計算時造成的硬件和軟件建設浪費；另一方面能使現有的信息系統和資源能在將來更好地與云計算環境縫合。

（三）教學系統開發人員。在云計算環境下，需要構建支持網絡學習的“云”服務，云服務的設計與開發是將來教學信息系統開發者要掌握的技術。如e-Learn云的構架，這里基本云服務由服務商提供，云服務和數據將由教學設計者和系統開發者共同研究、設計和開發。在云服務開發中，開發人員可以利用“松散耦合模式開發各個組成部分”，使用相關的語言和框架開發出能夠在聯系松散的設備網絡之間無縫使用的各種應用。學習者通過Web瀏覽器或手機等移動設備，獲得互動性、體驗性、移動性和存儲服務。e-Learn服務和數據可以在最大范圍內共享，避免了教育信息系統的重復開發。