基于云平臺的數字資源建設與應用研究

黃金紅

（中國聯合網絡通信有限公司南京軟件研究院，江蘇 南京 210000）

云計算的誕生使云平臺產生了深刻的內涵[1]。首先，可以結合用戶需求獲得數字資源和數據服務。根據實際情況，它將占用更少的存儲空間，縮短服務器的運行時間，打破時間和地點的限制，實現高效通信。以基于互聯網、筆記本電腦和云服務的網絡訪問形式訪問數字資源系統。以終端手段推廣云平臺技術，實現云服務[2]。云平臺的出現實現了資源的集中管理，方便用戶獲取所需資源，重新配置虛擬資源并以動態形式發布。在數字資源的應用中，用戶無需關注資源的存儲空間和準確位置。此外，云平臺具有快速可擴展性和靈活需求的特點，它可以整合不同的數字資源[3]。用戶可以根據自己的需要增加或減少資源的使用。在用戶層面，資源具有無限的使用效率。在任何時間和地點，都可以根據實際需求獲取相應的數字資源，從而構建基于云平臺的數字資源和服務[4]。

1 云平臺的定義與技術

狹義上，云平臺是指以信息技術作為具有交付和使用功能的平臺，利用相應的擴展方法傳播各種資源信息，從而將信息技術、應用軟件和應用技術結合起來，具有可靠性、虛擬化、安全性和規模性等特點。在構建云平臺的過程中，使用了大量的云計算技術，虛擬化技術是其核心技術，重點是如何實現計算任務。然而必須強調的是，計算機技術通常用于虛擬平臺。目前虛擬化技術手段的配置相對簡單，存儲容量較大。利用CPU 虛擬化技術手段創建的平臺可依靠單個CPU實現多個CPU，并支持多個系統的運行和操作，有利于提高系統的利用率。此外，分布式技術是在計算機處理技術發展的某個階段形成的，它更注重集中計算的獨立性，但其數據分布空間更為廣泛。隨著計算機技術的廣泛應用和計算機性能的提高，計算機處理能力得到了有效的提高。

2 數字資源建設現狀

2.1 技術力量支撐不足

在數字資源建設中，專業技術人才發揮著重要作用。然而目前在許多院校的數字資源建設中，技術團隊的實力明顯較弱。根本原因是：（1）與專業開發公司相比，學校教師的整體技術水平不高，缺乏精通信息技術的人才。（2）一般情況下，職業院校的教師，尤其是專業教師，承擔著繁重的教學任務和管理責任，不能充分參與數字資源建設。（3）在數字資源建設中，技術人員觀念落后，交流較少，學習和提高的機會較少。

2.2 資金投入少，數字資源缺乏完善的軟硬件基礎設施

數字資源建設需要大量資金，以改善硬件環境，為數字資源建設奠定良好的基礎。同時，我們需要投資建設匹配的數字信息存儲、查詢、檢索等軟件系統，以更好地提供服務。此外，我們還要做好后期的軟硬件維護工作。許多學校在這方面的投資不足。

2.3 數字資源缺乏安全保護

數字資源建設目的是實現資源的共建共享，讓更多人用更好的資源，但數據資源也面臨安全問題。影響數據資源安全的因素很多，如火災等其他因素，這些因素導致機器設備損壞、軟件系統不穩定、網絡系統中的病毒或惡意攻擊等，對數字資源的建設有很大影響。

2.4 版權問題

數字資源主要是用來搜索、使用、點擊、下載和復制。復制、傳播和盜版的規模很大，并且國內尚未頒布完善的數字出版法律法規。在未經授權的情況下，對于他人作品的隨意使用、轉發和盜用等問題頻發。

3 基于云平臺的數字資源建設

3.1 系統整體設計

3.1.1 基礎架構模型

云計算是并行處理、分布式處理和網格計算的衍生，包括分布式計算技術、虛擬化技術和并行計算技術。它在數據管理、系統管理、數據存儲和并發控制方面有特殊要求。此類技術是云計算發展的重要基礎，可有效提高數據處理能力和資源利用率，降低管理難度，有效保證系統的可擴展性和可靠性。云計算的架構模型包括三個層次。一是平臺：在可用于環境開發的基礎設施上創建分布式平臺服務。二是基礎設施：服務（laaS）由虛擬機資源或底層硬件組成。三是軟件：服務（PaaS）是指基于云平臺開發的各種應用服務。

3.1.2 用戶需求分析

對于資源的定義，一些人存在認知誤區。他們認為資源是指課程、教案和其他相關教材。美國教育傳播與技術協會（AECT）強調，資源不僅包括工具、技術、環境，還包括一些有利于學者學習的材料。目前，我國資源建設過程中的許多資源僅與教材有關，對學習環境和學習工具的關注不夠。目前，各大傳媒院校在教學過程中往往開設大量與節目后期制作相關的課程，這對計算機的配置提出了更高的要求。為此，有必要設計和開發基于云計算的高端虛擬計算機，以便教師和學生不受時空限制地使用它們。除了工具資源，一些教師和學生還需要搜索和學習其他人的優秀課程。

3.1.3 功能需求分析

通過分析管理員和師生的實際需求，發現該系統具有數字資源評估、遠程連接云桌面、在線交互、數字資源檢索等功能[5]。管理者可以根據用戶提出的虛擬機配置要求生成相應的工具，并結合用戶的臨時模式或獨占模式，科學控制用戶的使用權限。由于云資源的數量不斷增加，用戶可以快速準確地從海量資源中檢索所需的學習資源，并創建以標簽為中心的學習社區。同時，對于師生用戶提交的共享課程和云課程的應用，可以使用統一的測量工具和評估標準對相應的課程資源進行有效評估，從而有效確保在線課程的質量。此外，要設計和開發多樣化的在線互動方式，妥善處理無法及時解決的問題。

3.2 關鍵技術

3.2.1 云工具開發與管理

云工具的開發和管理需要使用VMware 來創建虛擬機。在實踐中，師生應使用Citrix 遠程連接虛擬機，并基于數字資源存儲、用戶編輯和染色動態調整虛擬機的硬盤、GPU 等配置，從而有效提高資源利用率，充分滿足校園用戶的需求。根據校園用戶的使用情況，虛擬機的使用模式主要包括臨時、獨占和班級模式。臨時模式具有按需申請特點，用戶可以在需要時提交申請，連接斷開資源立即釋放；獨占模式是為申請人提供長期使用的資格，登錄后用戶可以關聯現有的云桌面；班級模式是指根據學生人數和上課時間建立相應的虛擬機，在非上課時間無法訪問。

3.2.2 資源標簽體系建設

在建立資源數據庫的過程中，引入了資源標簽定義，并基于資源的多屬性特征建立了多維標簽系統，不僅可以提高資源獲取者檢索資源的速度和準確性，還大大提高了資源管理的效率，減少了資源管理所消耗的時間。傳統的元數據生成方法有兩種：一是傳統的分類方法，一些正式組織和圖書館根據學科劃分專業元數據的類型；二是由資源創建者創建元數據，如核心詞匯、關鍵字等[6]；隨著網絡的“讀/寫”模型的快速發展導致了第三種創建元數據的方式的出現，即社交標簽。社交標簽是指互聯網上用戶組織、管理、共享和搜索資源機制。用戶可以基于此標記指示資源的角色、內容和個人偏好。該標簽系統包括標簽和標簽顯示兩個部分。通常標簽需要通過標簽云顯示來實現，用戶可以通過標簽標記向學習資源添加標簽。資源管理系統的組成要素包括資源收集、存儲、檢索和組織，而資源協作管理系統具有查找朋友、資源推薦、資源分組和資源訂閱等共享機制。資源共享和管理的核心是學習者。學習者可以借助社交標簽共享學習資源，劃分學習資源類型。

3.2.3 資源質量標準體系

如何提高網絡教學的有效性和網絡課程的質量逐漸成為網絡課程應用和建設的關鍵問題。它包括兩個方面：首先是如何根據標準的方向和原則設計教學；其次如何遵循客觀合理的標準來評估在線課程的質量。目前，美國質量管理（QM）標準[7]已被廣泛使用。經過幾次修訂，目前是第五版，包含43 個具體指標和8個主要類別，包括學習評估、課程技術、易用性和可用性、課程概述、課程互動、對學習者的支持、教材和學習目標。根據對在線課程設計調查結果的研究，該標準也適用于中國在線開放課程的評估。從評估工具的角度來看，探究社區的理論框架是課程有效開發和實施的指導模式。基于這一理論創建的調查社區（CoI）量表是衡量混合學習和在線學習中在線課程有效性的重要工具。CoI 量表中文版的信度和效度更適用于中國的教育，是衡量當前在線課程有效性的有效工具。為了確保在線課程的有效性，本研究使用CoI 量表和QM 標準來評估該系統中的在線課程資源。

3.2.4 高效在線互動系統

在線互動旨在提高云課程的教學質量，高質量的在線互動設計有利于調動學生的積極性。目前市場上有許多在線課程。相關信息顯示，用戶無法與其他學習者進行有效的溝通，導致學習者遇到問題無法及時解決，這是現階段資源建設中的常見問題。針對不同的云課程，系統設置了相應的交流問答區。登錄后，教師和學生可以在不同地點、不同時間提出問題并給予答復。同時，交流區具有錄屏、截屏、發送本地文件等功能，可以有效促進課程知識的內化。

4 基于云平臺的數字資源應用

4.1 應用于資源信息化建設

目前，學校數字資源信息化發展不平衡。總體而言，經濟發達的東部沿海地區數字資源建設投資巨大，數字資源基礎設施完善，數字資源建設的快速發展有效提高了服務效率。而西部地區因經濟發展乏力，資金不足，數字資源基礎設施建設水平不夠高，無法滿足信息化管理的需要，這對數字資源信息化建設影響較大。云平臺的出現為數字資源的建設提供了技術保障，有助于有效解決遇到的問題，整合和分析各種數字資源。如由專門機構管理的存儲設備云服務器，而無需花費更多的資本成本，可以實現不同區域的共建共享。同時基于強兼容性，在云平臺的應用過程中，通用設備可以為平臺提供更多的基礎服務設施。在增加技術實力的前提下，減輕經濟壓力，減少重復建設造成的資源浪費，為信息化建設薄弱的學校數字資源建設提供動力。

4.2 應用于云架構

云計算平臺具有較大的數據存儲空間和容量。它的容量和空間可以將數據存儲在TB、PB 級別。借助不同的異構數據和元數據標準，可以實現集成管理并建立數字資源信息。在云平臺中，可以共享數據標準和規范、統一存儲和靈活服務以及數字資源[8]。在網絡設備與原始硬件兼容的前提下，有可能構建具有不同數字資源的國家或地區云計算平臺。基于云計算，平臺內部系統實現了數字資源的共享和統一管理。在云架構系統平臺中，所有服務器組件可以相互協調發展，通過智能和自動化手段解決系統故障，以數字資源本身的可傳輸性，部署和擴展業務活動，為大規模穩定運行和系統安全提供安全保障。

4.3 應用于信息化服務水平的提高

在云平臺中，云計算貫穿其中，平臺、基礎設施和應用層與云計算的內容密切相關，這使得數字資源可提供多樣化、全面和動態的服務，以確保資源質量。基于云平臺的數字資源系統不受傳統信息資源應用模式和系統的影響。各類數字資源為用戶提供個性化、多樣化的服務，實現數字資源的理念創新[9]。在此基礎上，減少了重復性資源浪費問題，全面提高了工作效率。相關數據采用了不同的標準后數字資源具有更好的綜合服務功能。此外，對于規范和標準的制定，云平臺推動數字資源的集中管理。在基本技術層面，數據可以一站式檢索，并以分布式方式存儲。可以重新部署存儲方法，并且可以再次檢索分布式服務器資源，可以保證數字資源的重復和召回率。

5 結語

基于云平臺的數字資源建設具有重要意義[10]。通過使用該模型，不僅可以減少存儲空間的占用，擺脫位置、時間和空間的限制，還可以有效延長服務器使用壽命，為用戶了解和掌握相關信息創造有利條件，從而實現虛擬資源的優化配置。因此，高校有必要構建基于云平臺的數字資源。在實踐過程中，我們可以考慮整個系統設計和關鍵技術的建設，以豐富高校圖書館的數字資源，提高數字資源建設水平[11]。