浅析网格技术在现代远程课程中的应用

摘要：现代远程教学是对正规教育的有益补充，将网格技术运用到远程教学中，将推动教育信息化的发展。本文介绍了网格技术的概念和特征，分析了网格技术在现代远程教学中的应用，并概述了基于网格技术的远程教学系统模型的构成。

关键词：远程教学 网格技术 计算机

中图分类号：TP393.01 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）11-0226-01

传统的网络化远程教学模式给老师和学生提供了一个自主化、个性化、开放式的教育软件环境，推动了教育信息化的实现和发展。但是，网络化的远程教学系统存在一定的局限性，逐渐不能满足社会各个领域的发展要求。网格技术作为一种新兴的解决大规模复杂问题的信息技术，将其应用于现代远程教学之中，实现了教学资源共享和跨平台的信息资源访问，消除了信息“孤岛”，实现了教学资源的合理利用与开发，推动了现代远程教学的不断发展。

1 网格概念

网格（Grid）概念源于电力网格（PowerGrid），其基本思想是让用户在应用网格技术的时，犹如日常生活中从电力网中获取电能一样，可以快度、便捷地获取自己需要的资源、功能和服务。网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器和远程设备等融为一体，形成一个“虚拟的超级计算机”，实现互联网上所有资源的全面、深度共享，让人们透明地使用其资源，满足不断增长的计算和存储需求。

2 网格技术的特征

（1）分布性和共享性。 网格技术的分布性是指具有管理分布式资源和完成分布式协同计算的能力。网格技术为各种网络资源提供一种安全、高效的共享机制，使得各种异构和孤立的资源以整体形式为用户提供各种计算和信息服务。

（2）异构性和标准化性。网格环境下的网络平台是异构的，它具有支持这些不同结构、不同类别资源之间的通信和互操作的能力。网格的标准化性是指网格资源之间有一个统一的可以相互访问的接口或协议标准。

（3）动态性和可扩展性。网格的动态性是指网格上的资源和功能是动态变化的，它们可以随时由不同的所有者提供或撤除。网格支持资源和服务的动态调整和规划，而且资源和服务的退出不影响到系统的正常工作，他们的加入能立即被发现并且可用。同时，网格并非限制性的，具有高度的可扩展性，支持异构接入。

（4）高度抽象。高度抽象是指把计算力和所有的计算资源高度抽象成用户可见的“电源接线板”，其他的东西对用户透明，用户只需要拿来用，而不需要知道其内部是如何工作的。

（5）自相似性。自相似性是指系统的局部和整体之间存在着一定的相似性，局部在许多地方具有全局的某些特征，而全局的特征在局部也有一定的体现。该特性是自然界普遍存在的一个特性，网格也不例外。例如，城市有城市网格，学校有学校网格，甚至可以有办公室网格。

（6）自治性和管理的多重性。网格节点的内部自治和外部受控的整合是网格的一个重要特征。网格允许资源拥有者对其资源有自主的管理能力，即网格的自治性。但是，由于网格资源的动态性和异构性，要建立它们相互之间的联系、共享和互操作，网格必须进行统一管理，使其作为一个整体为不同的用户提供服务。所以，网格的管理具有多重性，一方面允许网格资源的拥有者对网格资源具有自主性的管理；另一方面要求网格资源必须接受网格的统一管理。

3 网格技术在现代远程教学中的应用

网络化的远程教学可以使学习者随时随地的根据自己的学习、工作及生活的需求和安排，获取自己需要的教育教学信息。但是由于互联网的异构性和各个教育机构之间疏于联系，导致了教育资源不能有效共享，资源重复开发、利用率底的现象日益严重，信息孤岛凸现，这些已经成为现代远程教育发展的瓶颈。

（1）网格技术有利于实现教育资源的全面共享。教育资源的共享很大程度上影响了远程教学的效果。网格资源是分布的，但又必须实现充分共享。网格技术将“信息孤岛”进行互连互通，从根本上实现教育资源的全面、深度共享。同时，网格具有信息自动融合、按需获取信息、实现机器之间的互动操作等特征，学习者所需的学习资源由系统进行自动加工和处理后反馈给学生最优化的信息，互联网上所有的教育资源得到有效的利用。

（2）网格技术有利于实现主动性和协作性学习。网格用标准接口把分布在不同地点、不同种类的资源信息库、网格服务等协调整合为统一调度的系统，提供了一个高度整合的虚拟资源环境，使学习者容易进入主动学习的状态。同时，网格实现了多台计算机的协同工作，提供了一种新的协作学习环境，学习者在学习过程中能与其他学习者保持协作性，从而提高学习的效率。

（3）网格虚拟学习环境，支持沉浸学习。远程沉浸学习（Tele-immersion Learning）是一种特殊的网络化虚拟现实环境。这种学习环境通过使用虚拟现实技术实现对过去或现实的逼真反映，提高了学习资源和场景的可视化程度。借助网格技术的支持，通过网格分布式计算编程简化了远程沉浸的开发过程和工序。参与远程沉浸应用的学习者来自不同的虚拟组织，通过网络他们聚在共同的虚拟空间里，他们可以协同的解决问题、相互交流和学习，为师生提供了一个崭新的学习模式。

（4）以服务的方式实现按需学习。利用网格技术的智能性可以实现远程教学领域中学习资源信息的检索、下载、和处理等工作。学习者进入网格门户后，提出自己的学习服务要求，教育网格按照学习者的要求，提供有效、匹配的学习资源和服务。这样，学习者就可以通过无缝的网格教育共享平台可透明使用教育资源，从而实现了按需学习。

4 结语

网格技术应用到现代远程教学领域，将提供一个虚拟化的教学资料分布应用环境，可以完成网络教学资源整合，实现资源全面共享。基于网格技术的远程教学模式具有快速、便捷和高效的特点，随着网格技术进一步成熟及完善，它将极大地改变远程教学的现状，为现代远程教学带来新的生机与活力。

参考文献

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[2]王燕.网格技术及其在现代远程教育中的应用[J].平顶山学院学报，2008，（2）.

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