用于實訓的云主機框架的設計

趙曉菲

摘 要：云平臺是一個超越服務器及相應軟件的一個思維框架，基于硬件資源池虛擬化技術，使其超越傳統的主機而擁有更為彈性的使用方式。本文介紹了云主機，一個用于高校實訓的開放式交互式云端平臺[1]，其特點是1激發式；2更為深度和廣度的實訓；3高校教育專業的適應性實訓。在本文中，我們描述了高校云實訓平臺的框架設計，并提供了一個實訓應用場景，用于展開云實訓的概念。云實訓平臺[2]可以為每位參見實訓的學生提供個性化的內容，并可以靈活的按照自己的進度重復實訓，直至學生掌握整個學習過程。

關鍵詞：實訓；云主機框架；云驅動；

1.介紹

云驅動的實訓平臺（Cloud-eLab），其中包括多個部署若干個行業應用程序的硬件資源池，用于部署若干個非結構化數據（例如，圖像、視頻、音頻、文本或者數據庫）的系統，并按照實訓要求對各個行業軟件或者實訓方案場景的配置文件，同時云實訓平臺還包括可以快速根據配置文件生成虛擬實訓環境的應用組件，如圖1所示：

圖1

相比傳統的虛擬工廠、虛擬車間的實訓形式，云實訓主機的特點更具備優勢，i）更為深入和廣泛的學習：該平臺以高度可擴展的方式提供實訓，學生可以根據學習率和興趣實現多種進度的實訓。（ii）感知和適應：平臺可以實現分析實訓環境并發現內部和外部因素的影響，如完成時間，分類錯誤等，以產生更加個性化的實訓。

同時，云實訓平臺提供了一種新的學習理念，不僅可以指導教學，還可以指導日常工作中的挑戰。在該平臺創建的實訓場景是可以被計算的，為參與實訓的學習者提供了可以多次更改實訓環境的可重復聯系的能力，同時實訓內容也可以擴展，實訓將按照學習-聯系-深入學習的方式擴充，該平臺也可以按照教育機構、高校的所提出的特殊模塊或者學習概念而加入新的實訓場景。

2.構建

云實訓平臺支持個性化的安全配置文件，海量的彈性數據存儲空間及運維團隊，所有計算均以云中實時處理，并允許授權的用戶終端進行訪問。擬議的云實訓平臺的框架如圖2所示

圖2

其主要包括四個主要模塊：

1. 云計算支持平臺，包括云計算虛擬硬件資源池和云端化解決軟件；

2. 實訓方案配置與實訓管理軟件，包含所需要的各個實訓方案的實訓配置文件以及可以利用這些配置文件生成場景的工作流控制軟件；

3. 在云實訓環境中所提供的深入和廣泛的認知學習和教育適應性學習支援數據，包含非結構化的數據（實訓文本材料、操作手冊等）和結構化的數據（成績、考勤信息等）；

4. 訪問控制管理，用于提供與平臺的安全連接，以及識別用戶加載其實訓配置文件。

云實訓平臺旨在提供一個云驅動的實訓平臺，并基于以下原則構建：假設所提出的系統可以提供個性化的實訓環境，適應學生學習能力和領域專業知識。

3支撐技術

平臺的實現，將依賴于以下幾點技術支撐手段。

支撐技術1：虛擬化資源池

虛擬化資源池是實現云計算的一個重要基礎和前提，基于虛擬化的云計算將所有設備和系統資源池虛擬化，利用統一計算資源、統一存儲資源、統一網絡資源，分別構建計算池、存儲池、網絡池。通過整合、虛擬化、自動化等三個階段改善資源分配，實現云計算對資源的整合管理，從而提高了設備可用性，增強了系統可移植性，減少了運行成本。

支撐技術2：數據可視化技術

數據可視化技術將借助于圖形化手段，清晰有效地傳達云實訓運行中的關鍵問題，同時也是與學生溝通信息的重要手段。通過從已有的數據庫中提取相關實訓的信息，通過出色的可視化原型設計，快速生成實訓所需的圖表，圖形和其他信息可視化，以及實訓實時的參數變化。

4.思考

以云計算，大數據，更快速訪問更快的計算機，以及先進的機器學習技術，所有這些技術都匯集在一起，以解決現實世界中的眾多挑戰，云計算在教育中的應用促進了更適應性的學習環境和其他靈活，可定制和有效的教育能力，在教育環境中使用的云計算技術，可以提供對學生學習更為深入，廣泛和更細粒度的學習實踐。最近的一項研究估計，到2025年，在線人才平臺可以使多達6000萬人找到更接近其技能或偏好的工作，并將人力資源管理成本降低多達7%。 這些好處將迫使越來越多的高校、機構投資于研究和開發在線教育系統。

5.結論

本文介紹了基于云驅動的實訓平臺，該平臺支持基于實訓教學活動的學習和問題解決。同時，該平臺基于來自學生的自動認知反饋數據提供個性化的實訓，并提供增強性的內容以提高實訓效果并增強他們的興趣。平臺支持所有教育級別的可擴展實訓內容，并提供可計算的實訓效果內容和可擴展的模塊；同時，平臺融入了大數據的思維理念用以深入和廣泛的方式呈現問題并提供認知學習和適應。綜上所述，云實訓平臺應具備以下能力：（i）處理開放式的實訓問題，（ii）可計算量化且有意義的實訓結果，（iii）將群體專業的實訓大問題分解為較小的個人實訓問題來適應更加細膩的實訓效果，（iv）評估實訓課程優勢和弱勢問題。

參考文獻

[1]詹增榮.基于云平臺的高職網絡專業實訓教學體系研究[J]. 亞太教育，2015（17）：14-15.

[2]蘇日亞，王禎祥.基于Fusion Compute的IaaS云平臺的構建與實現[J]. 信息技術，2017（7）.

[3] 張鸰，基于網絡云平臺的虛擬化實訓資源池研究[J]，電腦知識與技術，2018.14：221-222

基金項目：高職學生就業市場驅動的云主機實訓平臺的建設與探索 ；課題級別： 院級、甘肅省教育科學“十二五”規劃課題研究成果 ；基金號：JY2016-45 GS[2015]GHB0189