基于云計算的移動學習網絡平臺設計

文/圣文順 孫艷文

云計算的海量數據存儲能力以及強大的處理能力是支持和實現移動網絡學習的關鍵。通過這兩項強大的能力，大大解決了便攜移動設備計算能力與存儲能力不足的限制。云計算的海量資源整合存儲、強大處理能力、降低便攜移動設備的硬件要求都足以說明云計算對移動學習的重要性。

1 移動云學習平臺的可行性分析

如今，與本文設計相似的知名大型移動學習平臺有MOOC、時光易學等，它們所采用的設計理念及思路都是圍繞著云計算來展開的。相對于自己構建服務器，使用云計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器群還附贈服務器的管理人員，而這筆租用費能為公司剩下很多的人力和金錢去投入到別的方面。云計算所提供的存儲平臺能將資源整合在一起，避免了資源的冗余。云計算充足的資源能夠隨時應對突發的人流量高漲與移動學習任務的突發性，例如：學習高峰期與網絡學習中學習者與學習內容的二八規律（80%的學習者集中學習20%的網絡課程與相應內容），并且不像自己搭建服務器群組需要花費更多的金錢與時間來擴展和升級自己的服務器群，而往往在平常時段和低峰期大部分的服務器資源是處于白白浪費的階段。最重要的在于其可以跨平臺使用，無論你使用的是手機、平板、筆記本、家用計算機還是支持上網的電視機，無論你使用的是IOS操作系統、Android還是Windows操作系統，無論你是在家或者在飛車的列車上，只要支持上網，云計算都將跳轉離你最近的節點，來提高用戶的學習效率。

2 云計算對移動學習的支持分析

云計算（Cloud Computing）是一種基于互聯網的超級計算模式。即將存儲于個人電腦、移動電話和其他設備上的大量信息和處理器資源集中在一起協同工作。云計算憑借它的優點和各項服務已經勢不可擋的來到了我們身邊。隨著它的發展和普及，教育機構、教育者和學習者的信息都將逐步遷移到“云”上。它彌補了移動學習模式的不足、整合最豐富的的學習資源、支持多元自主虛擬學習社區創建、遠程異地備份、恢復功能以及降低了對移動學習設備的要求等。這對移動學習的發展來說，無疑是一個很好的契機。

3 基于云計算移動學習平臺的搭建

3.1 系統總體構架

移動學習平臺以學生為主體，以泛在化學習為目的，基于云技術，構建一個可以人人互通的網絡環境。借助云端服務器，實現知識模塊的云存儲，完善學習資源的共享。通過構建云計算移動學習平臺，實現資源的整合以及共享，提供學習服務滿足學生學習的需求。其具體架構如圖1所示。

3.2 具體設計

我們所設計的移動學習平臺是建立在云計算上的，因此所使用的是云計算的四層架構：

（1）顯示層：明確移動學習平臺包含的主要功能有：課程學習、課件中心、在線練習、在線考試、用戶管理、課件管理、考試管理等模塊。每個主要功能下擁有幾個子功能，將每個主要功能都細化到不能再進行細化為止。然后進行移動學習平臺云服務端的網頁界面的布局與定型，以及網頁界面的實現；

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

（3）基礎設施層：用于提供計算與存儲所需資源的基礎設施層，現如今主要有四種技術，分別為虛擬化、分布式存儲、關系型數據庫、NoSQL；

（4）管理層：為上訴三層提供多種管理和維護等方面的技術，例如：賬戶管理、SLA監控、計費管理、安全管理、負載均衡和運維管理。

其次，搭建一個人人互通的網絡環境，借用的是云的兩個功能：

（1）云端服務器的云服務來實現資源的人人共享；

（2）云計算協同操作服務來實現多人之間的交互機制和協同學習、工作。

圖1：云教育移動學習平臺模型圖

最后，搭建移動學習平臺，將圖形化界面中的所有功能實現。如此多的大型功能模塊聚合在一起將會導致種種的問題出現，例如：編譯困難、部署困難、數據庫連接耗盡、新增業務困難等。于是決定采用分布式計算應用框架，將每個完整的較大的應用拆分成多個較小的局部的應用，再將它們分開來獨立部署，此方法也降低了系統中代碼的耦合性。同時，可以調用各種模塊的接口來進行新的完整功能的組合或原有功能的優化改善。將其完成后部署在云端作為云服務器。用戶只需在移動設備端登入使用云端服務，運行云端的功能模塊。使得軟件對用戶所使用設備的要求將至最低、減少軟件對用戶設備的存儲占用量和內存消耗率。

4 結語

基于云計算所建立的移動網絡學習平臺打破了傳統教育的學習場所和時間的限制。人人互通的網絡提供了便捷的多人共同學習、交流知識的學習方式。云服務端減少了個人設備的硬件配置要求。分布式計算降低了系統的耦合性。基于云計算的可擴展的系統可解決高并發帶來的系統崩潰問題，監控與策略模塊的運作提高了系統的調度和響應能力。