基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)

文/圣文順 孫艷文

云計(jì)算的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以及強(qiáng)大的處理能力是支持和實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。通過這兩項(xiàng)強(qiáng)大的能力，大大解決了便攜移動(dòng)設(shè)備計(jì)算能力與存儲(chǔ)能力不足的限制。云計(jì)算的海量資源整合存儲(chǔ)、強(qiáng)大處理能力、降低便攜移動(dòng)設(shè)備的硬件要求都足以說明云計(jì)算對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的重要性。

1 移動(dòng)云學(xué)習(xí)平臺(tái)的可行性分析

如今，與本文設(shè)計(jì)相似的知名大型移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)有MOOC、時(shí)光易學(xué)等，它們所采用的設(shè)計(jì)理念及思路都是圍繞著云計(jì)算來展開的。相對(duì)于自己構(gòu)建服務(wù)器，使用云計(jì)算則只需要向云的所有者支付一定的金額，來租借自己所需要的服務(wù)器群還附贈(zèng)服務(wù)器的管理人員，而這筆租用費(fèi)能為公司剩下很多的人力和金錢去投入到別的方面。云計(jì)算所提供的存儲(chǔ)平臺(tái)能將資源整合在一起，避免了資源的冗余。云計(jì)算充足的資源能夠隨時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)的人流量高漲與移動(dòng)學(xué)習(xí)任務(wù)的突發(fā)性，例如：學(xué)習(xí)高峰期與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容的二八規(guī)律（80%的學(xué)習(xí)者集中學(xué)習(xí)20%的網(wǎng)絡(luò)課程與相應(yīng)內(nèi)容），并且不像自己搭建服務(wù)器群組需要花費(fèi)更多的金錢與時(shí)間來擴(kuò)展和升級(jí)自己的服務(wù)器群，而往往在平常時(shí)段和低峰期大部分的服務(wù)器資源是處于白白浪費(fèi)的階段。最重要的在于其可以跨平臺(tái)使用，無論你使用的是手機(jī)、平板、筆記本、家用計(jì)算機(jī)還是支持上網(wǎng)的電視機(jī)，無論你使用的是IOS操作系統(tǒng)、Android還是Windows操作系統(tǒng)，無論你是在家或者在飛車的列車上，只要支持上網(wǎng)，云計(jì)算都將跳轉(zhuǎn)離你最近的節(jié)點(diǎn)，來提高用戶的學(xué)習(xí)效率。

2 云計(jì)算對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的支持分析

云計(jì)算（Cloud Computing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式。即將存儲(chǔ)于個(gè)人電腦、移動(dòng)電話和其他設(shè)備上的大量信息和處理器資源集中在一起協(xié)同工作。云計(jì)算憑借它的優(yōu)點(diǎn)和各項(xiàng)服務(wù)已經(jīng)勢(shì)不可擋的來到了我們身邊。隨著它的發(fā)展和普及，教育機(jī)構(gòu)、教育者和學(xué)習(xí)者的信息都將逐步遷移到“云”上。它彌補(bǔ)了移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的不足、整合最豐富的的學(xué)習(xí)資源、支持多元自主虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)創(chuàng)建、遠(yuǎn)程異地備份、恢復(fù)功能以及降低了對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)備的要求等。這對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展來說，無疑是一個(gè)很好的契機(jī)。

3 基于云計(jì)算移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的搭建

3.1 系統(tǒng)總體構(gòu)架

移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)以學(xué)生為主體，以泛在化學(xué)習(xí)為目的，基于云技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)可以人人互通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。借助云端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)知識(shí)模塊的云存儲(chǔ)，完善學(xué)習(xí)資源的共享。通過構(gòu)建云計(jì)算移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源的整合以及共享，提供學(xué)習(xí)服務(wù)滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。其具體架構(gòu)如圖1所示。

3.2 具體設(shè)計(jì)

我們所設(shè)計(jì)的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)是建立在云計(jì)算上的，因此所使用的是云計(jì)算的四層架構(gòu)：

（1）顯示層：明確移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)包含的主要功能有：課程學(xué)習(xí)、課件中心、在線練習(xí)、在線考試、用戶管理、課件管理、考試管理等模塊。每個(gè)主要功能下?lián)碛袔讉€(gè)子功能，將每個(gè)主要功能都細(xì)化到不能再進(jìn)行細(xì)化為止。然后進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)云服務(wù)端的網(wǎng)頁界面的布局與定型，以及網(wǎng)頁界面的實(shí)現(xiàn)；

（2）中間層：作為顯示層與基礎(chǔ)設(shè)施層的中間過渡層，用于提供例如緩存、REST、多租戶、并行處理、應(yīng)用服務(wù)器等一系列的服務(wù)；

（3）基礎(chǔ)設(shè)施層：用于提供計(jì)算與存儲(chǔ)所需資源的基礎(chǔ)設(shè)施層，現(xiàn)如今主要有四種技術(shù)，分別為虛擬化、分布式存儲(chǔ)、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、NoSQL；

（4）管理層：為上訴三層提供多種管理和維護(hù)等方面的技術(shù)，例如：賬戶管理、SLA監(jiān)控、計(jì)費(fèi)管理、安全管理、負(fù)載均衡和運(yùn)維管理。

其次，搭建一個(gè)人人互通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，借用的是云的兩個(gè)功能：

（1）云端服務(wù)器的云服務(wù)來實(shí)現(xiàn)資源的人人共享；

（2）云計(jì)算協(xié)同操作服務(wù)來實(shí)現(xiàn)多人之間的交互機(jī)制和協(xié)同學(xué)習(xí)、工作。

圖1：云教育移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)模型圖

最后，搭建移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，將圖形化界面中的所有功能實(shí)現(xiàn)。如此多的大型功能模塊聚合在一起將會(huì)導(dǎo)致種種的問題出現(xiàn)，例如：編譯困難、部署困難、數(shù)據(jù)庫連接耗盡、新增業(yè)務(wù)困難等。于是決定采用分布式計(jì)算應(yīng)用框架，將每個(gè)完整的較大的應(yīng)用拆分成多個(gè)較小的局部的應(yīng)用，再將它們分開來獨(dú)立部署，此方法也降低了系統(tǒng)中代碼的耦合性。同時(shí)，可以調(diào)用各種模塊的接口來進(jìn)行新的完整功能的組合或原有功能的優(yōu)化改善。將其完成后部署在云端作為云服務(wù)器。用戶只需在移動(dòng)設(shè)備端登入使用云端服務(wù)，運(yùn)行云端的功能模塊。使得軟件對(duì)用戶所使用設(shè)備的要求將至最低、減少軟件對(duì)用戶設(shè)備的存儲(chǔ)占用量和內(nèi)存消耗率。

4 結(jié)語

基于云計(jì)算所建立的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)打破了傳統(tǒng)教育的學(xué)習(xí)場所和時(shí)間的限制。人人互通的網(wǎng)絡(luò)提供了便捷的多人共同學(xué)習(xí)、交流知識(shí)的學(xué)習(xí)方式。云服務(wù)端減少了個(gè)人設(shè)備的硬件配置要求。分布式計(jì)算降低了系統(tǒng)的耦合性?；谠朴?jì)算的可擴(kuò)展的系統(tǒng)可解決高并發(fā)帶來的系統(tǒng)崩潰問題，監(jiān)控與策略模塊的運(yùn)作提高了系統(tǒng)的調(diào)度和響應(yīng)能力。