基于云计算的网络学习

[提要] 本文论述云计算的含义和特点，以及基于云计算的网络学习构建方式。

关键词：云计算；网络学习

中图分类号：G64 文献标识码：A

收录日期：2013年3月18日

一、云计算的含义与特点

（一）云计算的含义。云计算是在分布式系统、网格计算等发展的基础上提出的一种新型计算模型，是一种新兴的共享基础架构的方法，它面对的是超大规模的分布式环境，核心是提供数据存储和网络服务。云计算借用了量子物理中的“电子云”思想，强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。在云计算中，用户所处理的数据并不存储在本地，而是保存在互联网上的数据中心，用户所需的应用程序并不运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在互联网上大规模的服务器集群中。提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据中心的正常运作，为用户提供足够强大的存储空间和计算能力。用户只需能够接入互联网，就可以通过电脑、手机等终端设备，在任何地点方便快捷地使用数据和服务，而不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上。可见，云计算将改变传统以个人计算机为基础的生产模式，Web将成为交往聚合与设备聚合的中枢，最终改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式。

（二）云计算相关技术

1、云计算与网格计算。云计算技术是网格技术的发展，两者有许多相似之处，都希望利用大量计算机，构建出强大的计算能力。云计算环境可通过快速提供运行网格应用的物理和虚拟服务器来支持网格计算。同时，云计算也支持非网格环境，比如标准的三层Web架构或Web2.0应用。两者之间的主要区别在于：从服务角度来看，网格计算一般更重视异质资源整合，而云计算更重视提供基础服务。为了方便管理，并充分运用服务器的效能，云计算使用了虚拟化技术；网格运算通常只使用专属的应用协议和数据格式，而云计算当前则存在多种技术架构。

2、云计算与虚拟化技术。虚拟化是云计算最强调的特点。在计算机领域，虚拟化通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。在云计算环境下，虚拟技术将网络中的服务器、存储和网络虚拟成一个资源池，统一灵活调配。每一个应用部署的环境和物理平台无关，通过虚拟平台进行管理实现对应用的扩展、迁移和备份。

3、云计算与SaaS。SaaS（软件即服务）是通过互联网以服务形式交付和使用软件的业务模式。据Gartner公司估计，到2011年，25%的软件将通过服务模式，SaaS将会逐渐成为软件行业主流的应用模式。但是，随着SaaS软件客户的增长，网络存储和带宽等基础资源逐步成为发展的瓶颈。云计算为SaaS的发展提供了条件，服务商可以选择云计算平台，使用云计算基础架构，通过低廉的价格，为海量的用户群提供更为稳定、快速、安全的应用和服务。

（三）云计算的特点

1、可靠、安全的数据存储。云计算提供了最为可靠安全的数据存储中心，数据（如文档和媒体）将会自动同步，通过Web可在所有的设备上使用。这样避免了用户将数据存放在个人电脑上可能造成的数据丢失或病毒等问题。同时，云计算通过严格的权限管理策略支持数据的共享。

2、方便、快捷的云服务。云计算时代，用户将不需要安装和升级电脑上的各种应用软件，只需要具有网络浏览器，就可以方便快捷地使用云计算提供的各种服务。这将有效地降低技术应用的难度曲线，进一步推动Web服务发展的广度和深度。

3、强大的计算能力。云计算为网络应用提供了强大的计算能力，可以为普通用户提供每秒10万亿次的运算能力，完成用户的各种业务要求。这种超级运算能力在普通计算环境下是难以达到的。

4、经济效益。据预计，相对于机构自身运营数据中心而言，云计算服务提供商的存储成本一般只有其1/10，而带宽成本只有1/2，计算处理能力成本只有1/3。这将帮助一些机构以低廉的架构成本进行运作。

二、云计算对网络学习的影响

在教育领域，2007年10月，Google和IBM联合宣布推广“云计算”的计划，包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校在内的多所高校都参加了该项计划，我国的清华大学也于2008年3月加入了此项计划。通过这项计划，高校的研究者能够更方便地利用Google和IBM的云计算资源，搭建出各种创新性的应用。

传媒学家麦克卢汉认为“任何技术都倾向于创造一个新的人类环境”。云计算模式将为教育领域拓展出一个崭新的学习空间，也为信息共享、信息协作和学习创造了一个全新的环境。随着云计算模式的逐渐发展和普及，学校、教育机构和个人的信息处理会逐渐迁移到“云”上，这将对网络学习带来积极的影响。一方面学习者可以通过云计算提供的服务，自由地选择学习内容和学习方式，更好地利用信息资源和服务；另一方面教育管理机构和教育科研工作者能更好地管理教学资源、开展教学设计、优化教学过程。对于我们教育技术工作者来说，掌握云计算技术的思想和应用模式，并在网络学习系统的设计和开发中进行应用，将对网络学习带来新的推动。

（一）学习者。云计算是学习者方便快速地构建个人学习环境的有效手段，将支持并推动个人学习环境和非正式学习的发展。

1、构建网络学习环境。Web2.0环境下，以学习者为中心的个人学习环境将是网络学习的发展趋势，非正式学习将在学习者的学习活动中占据越来越大的比重。网络学习已不再被局限在学校机构的范围中，而是更广泛的、学习者可自行创建和管理的空间，学习活动也更多地由学习者自己而不是学校机构来控制。学习者控制和管理个人学习，选择所需要的学习资源和服务，不同的学习者会选择不同的学习内容和工具来创建其个人学习环境。在云计算支持下，个人学习环境的基本要素如文本、音视频、培训等都可以由云服务实现控制和管理。学习者只需要通过浏览器即可获取构建学习环境所需的数据和服务，而不需再掌握复杂的软件操作，这样极大地降低了网络学习环境构建的门槛。

2、提高生产力。云计算增强了网络学习的灵活性和敏捷性，能够实现学习资源和学习工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低Web学习资源与服务的成本与难度，创建灵活敏捷的学习方式，创设丰富的学习情境，从而有助于提高学习生产力，最终提高学习效果。

（二）学校管理机构。云计算模式能极大地降低教育信息系统建设的成本。对于学校来讲，通过投资建立计算中心成本较大，并且难以与教育信息系统的快速成长和服务多元化要求相匹配。云计算模式为学校提供了合适的借鉴方案，教育机构数据中心、网算提供的IT基础架构，可以节约成本，不用再投资购买昂贵的硬件设备，负担频繁的维护与升级。同时，云计算也将有效地消除教育信息系统中的“孤岛”现象。网格技术给出了消除信息孤岛的解决方案，作为网格运算模式的发展和改进，云计算提供了更强的管理机制、自动化部署和高层次的虚拟化，将实现网络虚拟环境上的最大化资源共享和协同工作。Gartner研究机构的分析家称，尽管云计算的全面实际应用依然有一定距离，但是需要及早进行规划。在教育领域，学校管理机构在现阶段进行信息系统建设和资源建设时应该考虑到这一因素，一方面避免将来采用云计算时造成的硬件和软件建设浪费；另一方面能使现有的信息系统和资源能在将来更好地与云计算环境缝合。

（三）教学系统开发人员。在云计算环境下，需要构建支持网络学习的“云”服务，云服务的设计与开发是将来教学信息系统开发者要掌握的技术。如e-Learn云的构架，这里基本云服务由服务商提供，云服务和数据将由教学设计者和系统开发者共同研究、设计和开发。在云服务开发中，开发人员可以利用“松散耦合模式开发各个组成部分”，使用相关的语言和框架开发出能够在联系松散的设备网络之间无缝使用的各种应用。学习者通过Web浏览器或手机等移动设备，获得互动性、体验性、移动性和存储服务。e-Learn服务和数据可以在最大范围内共享，避免了教育信息系统的重复开发。