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1 基于云计算的计算机网络远程教育系统设计
基于云计算的远程教育平台主要五大模块: 系统架构、业务处理、数据处理、系统的安全可靠。模块化的设计理念,使整个系统平台结构清晰,层次分明。
1.1系统架构
目前,我国网络速度还不够理想,网络和服务器难以承受集中式访问,开展远程教育的学校通常在校外建有多台学习中心分流服务器,大多采用B/S模式,整体结构如图1所示。在学校本部建中央学习中心服务器,其他学习中心也各自建教学资源服务器,所有系统后台服务器上都存储着学习资源,包括文档资源和视频资源,供用户自由使用。目前,系统应用效果来看,这种运行模式有两个明显不足[2]: (1)教育系统上学习资源多体积庞大,目前我国的网络速度对这种大数据量的资源传输还不够理想,所以平台上有些服务器上资源由于网络传输原因没有与其他服务器同步,这就造成一些服务器上学习资源不完整、或不是最新资料,学习者往往不能及时学到最新知识; (2)这种组合模式下学生需要多次注册,服务器之间的账号不共享,也就是这个服务器上注册的账号不能学习和下载那个服务器上的资源,学生换一个服务器学习就要重新注册一次,显得非常麻烦。本文所提出的新教育平台充分利用云计算的优势,把每个中心服务器上的资源统一存放到“云”上,远程教育平台提供自动搜索和智能选择最佳路径传输数据功能,服务器之间可以互为备用,能够相互切换,一旦一个服务器出现故障,平台系统能自动切换到另一台最近的服务器上,并且用户感觉不到这一过程,这样设计使学生不用再使用不同服务器时多次注册,一次注册平台上全部服务器资源都能使用,最大程度的实现学习资源共享;同时也使整个平台系统的可靠性得到很大提高。系统采用模块化设计思想,逻辑结构清晰明了。由于云计算的融入使系统的服务能力显著提高,并且可以根据学生实际情况自由调整系统的使用方法和界面,有很强的灵活性和实用性。
1. 2 业务处理模块设计
本课题设计的远程教育平台整体结构由基础层、服务层和应用层组成,共分5个模块,包括:数据处理,监控、处理流程、决策、基础模块等。其中基础层平台系统的资源库,要求通过硬件、软件、虚拟等多种技术来确保基础资源库的可靠和稳定。基础层为服务器和应用层提供基础支持,如,提供计算处理能力和存储功能,可以说基础层好比平台系统的能源库。由于系统的业务处理模块在应用层,所以平台系统的核心当属应用层,业务处理模块又继续细化成:综合监管、权限分配、业务处理流程、系统自动签到、文件处理、信息采集、搜索等子模块。应用层主要为学生或其他程序提供交互接口。服务层包括平台系统的各种服务功能,如,文件传输服务、数据查询服务等,下一节将重点介绍系统核心模块的设计。
1.3 核心模块设计
上一节已经提到,远程教育的核心模块又分:综合监管、权限管控、业务处理流程、系统自动签到、文件处理、信息采集、搜索等子模块。系统模块如图2所示,每个模块与租户为一一对应关系,每个模块由相应的租用者标示符启动,标识符利用元数据通道到达各个模块,各模块结合元数据功能区访问所需资源。综合监控主要功能是SaaS服务者安装平台系统,并为用户配置系统相关参数,分配用户权限。权限管控模块有三种方法辨别租户:SaaS服务及应用相关人员,依据他们身份标识符,通过系统分配给的相应权力去对指定文件的访问。为了更好、高效方便的为不同用户提供服务,SaaS使用应该满足各种工作流程需求。工作流程模块的配置工具只支持部门或平台系统内部的工作流程,其他暂不支持。系统自动签到模块式通过签名技术和水印识别手段实现的。文件处理模块主要功能是增减或转移服务器上的文档,这些文档在数据库中都存储在一张表中,不同租户之间他们是相互独立的。也可以自动管理一些特定电子文件,例如,清理到期文件或临时文件,激活相关文档等。搜索模块的主要功能是通过采集提取文件中的相关信息,让用户享受到更好的查询服务。利用此功能学生可以在教育平台的数据库里自由搜索所需相关资料。
1.4 数据安全设计
1.4.1 数据的安全性需求 基于云计算方法的远程教育教育平台,使用后台服务器、数据库管理系统进行数据自动管理,学校不再自己人工管理; 整个系统的维护和升级也都是由专业的服务商完成,学习不再自己维护管理; 云计算的使用离不开互联网,学生所有的请求发送和数据传输都通过互联网实现的,所以数据在传输过程的安全很难得到保障。远程教育平台对安全性的要求虽不比商业系统,特别是金融系统的高,但是教师、学生个人信息,考题,特别是敏感性的考题答案,教学文档等保密性数据,也不能随意对外公开。这就需要在设计新的远程教育平台时,务必使敏感数据的安全可靠性得到保障[3]。
1. 4. 2 教育平台上数据隔离方式 隔离方式通常有3 种。第一种是数据库隔离,就是用户之间保持数据库的独立性,一个账户对应一个数据库,这种隔离方案隔离最彻底,数据安全性也最高,唯一的缺点资金投入太大。第二种是数据模式隔离、库共享,整个教育平台上只用一个数据库,每个账户都拥有一个独立的模式; 为每个用户提供抽象的逻辑数据隔离,并不是实际的物理隔离; 并且一个数据库能够支持多个用户,这样有效降低了系统成本,由于抽象隔离,逻辑关系相对复杂,所以管理难度大。第三种是数据模式和库都共享,整个教育平台只有一个数据库,一种数据模式,在有隔离需求的业务表上加标示符(使用者ID)来达到隔离数据的目的;这样是数据库的共享程度达到最高,系统成本最低,但隔离不够彻底;缺点是会增加系统开发者的负担,开发者安全可靠性方面的代码量会增加很多,平台上数据还容易丢失。综合考虑系统成本和安全性,本文数据隔离时采用第二种隔离方案,成本相对较低,安全性又能达到要求,比较符合我国对远程教育的要求[4]。
1.国外教育信息化技术应用特点
信息技术已经进入Web2.0、云计算、多媒体时代,传统Web1.0技术已经远远不能满足人们对应用的需求。最近几年一些发达国家率先应用Web2.0和云技术来支撑功能强大的云服务,满足用户日益复杂的需求,信息技术支撑的创新服务模式越来越贴近现实社会真实的环境模式,如:Facebook、Myspace、Ning、Linkedin、Twitter等。这些先进的技术和模式应用到教育领域正在引领教育理念、教育模式产生深刻变革。如:Linkedin、Ning in Education、We Are Teachers、 等。
(1)国外教育信息化的主要特点
1)网络虚拟化模式,贴近现实真实环境;
2)各种应用实现模块化集成,可以任意添加;
3)以师生为中心,自主建设,自主学习;
4)强调互动交流,形成泛在的沟通环境;
5)支持大并发量用户使用,支撑大数据量存储。
(2)国外教育信息化的不足
1)平台功能相对简单,各自独立,相互割裂,未能实现互联互通;
2)由于技术标准未统一,基础逻辑架构各异,没有形成创新的共建共享机制,因此未形成强大的教育资源云;
3)信息技术在教育信息化领域的应用远远落后于商业领域的应用。
2.中国教育信息化需要解决的问题
互联网信息技术在国内商业领域的使用,紧跟国际趋势,涌现出一批优秀的互联网企业,如百度、阿里巴巴、腾讯、新浪、搜狐等;与国外相比,在教育领域,信息技术的应用仍然十分薄弱,信息技术与教育学习各环节的结合基本处在Web1.0时代,主要存在的问题为:
1)现有网站的建设模式属于Web1.0方式;
2)现有网站功能固化、呆板,用户不能任意添减,无法参与功能拓展;
3)现有网站均是以专业建设者为中心,网民只能被动浏览,主动参与性弱;
4)现有网站互动沟通模式简单,渠道单一,效率很低;
5)现有网站资源建设主要是网站管理者内容,用户无法参与;资源固化老化,不能动态修改完善;用户体验不好,粘性不强;
6)现有网站不能支持大并发量用户,不易动态扩展网站容量;
7)现有网站多媒体处理技术落后,尤其是视频流处理技术相对较弱;
8)现有网站未采取真正的实名制,信息内容安全不易管控;
9)现有网站资源建设不能共建共享,网站之间不能互联互通;
10)网络用户没有属于自己的可自由拓展的网络空间,网站仅仅给网民提供一些访问网页的权限,把静态网页当空间;
11)网站不能深度支撑教育管理、教育学习、质量评测、后勤服务等应用,不能进行教与学、教与教、学与学的全面深度互动。
二、世界大学城云技术支撑平台及全国教育云平台集群的技术特色
世界大学城云技术支撑平台及依托其构建的全国教育云平台集群,是近年来教育信息化领域的一次突破性创新,已在湖南、新疆、山东、广东、浙江、北京、广西近200万实名师生中使用,游览学习用户最大并发量超过5000万。
1.世界大学城云技术支撑平台的技术创新特点
(1)大并发量、海量数据处理云技术
(2)大并发量视频流分发、搬迁、加速云技术
(3)云平台和云空间:拥有Web2.0典型特点
1)每个平台和空间均为中心;
2)网状的沟通环境和逻辑关联;
3)智能汇聚和整理独特数据资源体系;
4)用户自服务模式,长尾的力量。
(4)云平台和云空间:互联互通、共建共享
1)共享基础逻辑架构,互联互通,形成网状整体;
2)共建共享型系统设计,全球资源智能汇聚与分享;
(5)云平台和云空间:自定义、个性化管理
1)风格自定义:自选式海量模板;应用代码个性化构建;
2)功能自定义:数百项基础功能自由选择;个性化应用功能自由创建;
3)展现层自定义:多形式展现按需选择;自编代码自创展示方式;
4)栏目设置自定义:自由增删、自我拟定栏目;
5)管理权自定义:访问权、评论权、分享权、推送权等均可自主设定;
6)隐私权自定义:隐私及权益,可个性化管理;知识产权自主管理。
2.依托云技术支撑平台构建的全国教育云平台集群创新特色
1)特定加密算法和随机算法生成e2 ID,通过用户唯一的与居民身份证号对应的教育身份号,锁定信息者的真实身份,明确资源出处,实现有效管理;
2)快速生成功能强大的云平台、云空间;
3)以自定义平台和空间为构建元素。云平台对云空间可进行智能化、个性化管理;
4)云平台与云空间互联互通、共建共享,资源自动汇聚,智慧融合;
5)运用Web2.0、云计算理念和技术;
6)融合SNS、KNS、WNS架构的优点;
7)集成各类应用:视频直播互动同步课堂、仿真实训、备课授课系统、课程资源库、作业管理、数字图书馆、在线考试、学习评价、博客、威客、播客、微博等数百项基础功能,可自由选择。个性化应用功能可自由拓展;
8)全面的云服务模式:软件即服务、自定义平台即服务、基础逻辑架构即服务、大数据自定义云存储即服务、全球协同通信管理即服务、物联网功能和资源智能汇聚即服务;
9)操作简单,非专业人员即可轻松构建云平台、云空间(方便用,用得起);
10)服务器集群随资源数量、访问并发量的增长自由添加,即插即用;
11)支持移动智能终端(如智能手机、pad等)登陆操作、视频播放等;
12)所有信息资源均分布式存储于云平台、云空间,克服了传统网站将及时通讯数据存储于用户个人的客户端,造成不能长期的、永久的保存及多终端随时调用等缺陷。
3.世界大学城云技术支撑平台在云技术、云服务模式方面的创新
1)软件即服务;
2)大规模服务器集群(硬件)即服务;
3)智能管理、互联互通、共建共享平台即服务;
4)同构异构基础逻辑架构即服务;
5)远程、大数据、个性化、分布式存储即服务;
6)全球协同通信管理即服务;
7)物联网功能和资源智能汇聚即服务。
4.基于Web2.0、云服务理念与技术的中国教育信息化“三通工程”的技术与应用特点
(1)“三通工程”中的“优质资源班班通”工程云服务特色(建议标准)
1)为每一个班级搭建一个班级集体空间,实现国内外优质资源智能汇聚;
2)支持开设本班管控、全国共享的“视频直播互动同步课堂”,共享全国所有学校班级开设的“视频直播互动同步课堂”;
3)为每位班主任(或辅导员)、任课老师开通一个功能强大的实名的网络学习空间,依托云空间开展教育学习管理服务,实现信息技术与教育各环节的深度融合;
4)依托班级集体空间创新教育模式、学习模式。
(2)“三通工程”中的“网络学习空间人人通”工程云服务特点(建议标准)
1)为每个老师、每个学生快速构建实名的“网络学习空间”;
2)实名的“网络学习空间”实现全国互联互通、共建共享,且汇聚互联网领域的各种功能应用,与教育学习管理服务各环节全面深度融合;
3)实名的“网络学习空间”已成为教育信息化的基本依托,优质资源、教学过程直达全体师生。“空间”可深度支持空间教学、空间学习、空间管理、空间服务等;
4)实名的“网络学习空间”构建实现完全自定义,教育管理者空间、教师空间、学生空间、主题空间、班级集体空间、教育服务空间功能各异、精彩纷呈。
(3)“国家教育资源公共服务平台”与“班班通”、“人人通”的逻辑关联
1)“国家教育资源公共服务平台”与各类院校的“云平台”、“班级集体空间”(班班通)、实名的“网络学习空间”(人人通)应互联互通,深度交互,智能融合;
同步测试B卷
姓名:________
班级:________
成绩:________
小朋友们,经过一段时间的学习,你们一定进步不少吧,今天就让我们来检验一下!
一、口算
(共1题;共1分)
1.
(1分)
(2019·北京)
一个小数,如果把它的小数部分扩大了5倍,它就变成17.92;如果把它的小数都扩大了8倍,它就变成20.38.则这个小数是________.
二、填空题。
(共4题;共9分)
2.
(1分)
计算.
0.8×0.94×12.5=________
3.
(6分)
(2020五上·天峨期末)
根据运算定律,填上合适的字母和数.
①ac+bc=(________+________)·
c
②12.5×(k+6)=________×________+________×________
4.
(1分)
计算.
0.65×99=________
5.
(1分)
计算.
0.5×7.6×20=________
三、数学医院。
(共1题;共5分)
6.
(5分)
(2018五上·微山期中)
直接写出得数。
8.1+0.9=
0.2×0.4=
9.1÷0.7= 1.2×0.99×8=
3.57-0.7= 4.5÷0.45=
3.8×0.1=
3.8×8.2+3.8×1.8=
四、计算
(共1题;共5分)
7.
(5分)
怎样算简便就怎样算.
7.51×0.25×0.4
五、解答题
(共4题;共20分)
8.
(5分)
琳琳一家要到300千米外的易水湖玩。爸爸汽车的油箱里有35千克汽油,每千克汽油可供汽车行驶6.8千米。爸爸中途要加油吗?
9.
(5分)
一箱啤酒有12瓶,每瓶定价6.5元。买一箱啤酒一共要多少钱?
10.
(5分)
下图是一块红领巾实验地,(每小格表示1m2。)如果在这块地里种白菜,每颗白菜大约占地0.2m2;每颗白菜可以卖0.4元,在这块地里种白菜大约能收入多少钱?
11.
(5分)
贵阳到重庆约463km,一列火车从贵阳到重庆,已经走了3.5时,还差282.4km才能到达重庆。这列火车平均每时行了多少千米?
参考答案
一、口算
(共1题;共1分)
1-1、
二、填空题。
(共4题;共9分)
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
三、数学医院。
(共1题;共5分)
6-1、
四、计算
(共1题;共5分)
7-1、
五、解答题
(共4题;共20分)
8-1、
9-1、
关键词:云计算;广播业;互联网
中图分类号:G229 文献标识码:A 文章编号:1672-8122(2012)05-0084-02
一、引 言
21世纪是科技创新的时代,毫无疑问,科技互联网的时代,日新月异,新的概念、新的技术层出不穷。当人们的观念还停留在WEB1.0时代的时候,美国科技巨头已经引领了这个伟大的创新世界并且进入了WEB2.0时代,而在这个伟大的时代来临之际,很多注定改变人类发展轨迹的新技术都登上了历史的舞台,绽放着璀璨的光芒。毫不夸张的说,当今世界是一个信息大爆炸的时代,那么摆在我们面前的一个巨大的难题就是如何将大规模的网络信息进行存储和整合,于是云计算技术的观念应运而生。
网络广播是指通过因特网作为传播介质,供给音频服务的广播媒介。网络广播经过因特网的传播媒介,然后在因特网上建立了广播服务站点,再通过服务器,运用各类节目的播放软件,将音频节目播放至网络,把声音传送出去。来访者在计算机上通过互联网下载接收软件,经过软件访问固定服务站点,收看、阅读、收听广播传出来的内容。在信息爆棚的今天,整合纷繁复杂的信息,将是摆在网络广播面前最迫切的问题。
二、何为云计算
何为云计算?云计算主要是指提供资源的网络,从技术角度来讲,一般认为云计算(Cloud Computing)是分布式计算(Distributed Computing)、网格计算(Grid Computing)、并行计算(Parallel Computing)、网络存储(Network StorageTechnologies)、效用计算(UtilityComputing)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。
云计算的核心思想是,将大量用网络连接的计算资源统一进行管理和调度,构成一个计算资源池来向用户按需服务。“云”就是提供资源的网络。但是这个定义值得肯定的地方在于,它阐述了云计算是指把一些网络资源,按需向用户统一提供,而消费者可以通过互联网从完善的计算机基础设施中获得服务。
云计算是一种全新的服务模式,是一个基于互联网的计算概念。“云”可以说就是一个拥有巨大资源的信息容量池,用户无需将这些资源信息存放在终端,而是通过网络到“云”中去获取所需的信息,云计算就是通过网络提供用户所需的存储空间、计算力、信息服务和软件功能等;其服务能力具有分钟级甚至秒级的伸缩能力,有着非常足够的资源来应对网络的尖峰流量,并根据终端用户服务能力的需求即时增加或减少到适当服务节点的数目。
三、云计算技术与网络广播结合的优势
云计算技术作为互联网技术迅速发展下的一种新兴的技术,它在各个方面都有着相当突出的特点,而网络广播业作为传统广播业与互联网技术相结合的产物,它与云计算技术相结合也必能有一番大的作为。
1.庞大的存储能力。“云”是由若干个服务器组成的“资源池”,这种“资源池”是可以无限扩容的,海量的语音文件需要具有强大存储能力的资源池做后盾。
2.计算能力。云计算技术具有庞大计算能力,它可以支撑网络用户的多种操作需求。例如,用户可以同时使用在线听广播、语音BBS、语音百科等且互不影响。
3.安全性。云计算的模式由专门的云计算服务专员管理安全问题,这样大大减少了数据丢失和病毒入侵等麻烦。
4.通用性。云计算不仅仅停留在某种特定的应用上,也可以扩充至任何需要的应用中。并且不同的“云”之间是可以互相访问的。
5.廉价移动终端。随着云计算的进一步发展,用户将不需要功能复杂的终端,取而代之的是各种功能简单的小终端。低廉的终端机无疑会大幅度提升入网人数,进而提升网络广播业的潜在用户数量。
四、基于云计算的网络广播业务
针对不同用户的不同需求以及发掘各类用户的潜在需求,则是广播行业最应该关注的。云计算带来了互联网时代的新的技术革命,以其庞大的计算能力、存储能力、通用性以及安全性等为网络广播的发展带来了新的春天。根据网络广播业容提供者属性的不同,主要分为两个方面:(一)媒体提供内容;(二)用户提供内容(俗称的原创类)。
(一)媒体提供内容
在媒体提供内容上,广播业的服务类型主要有在线收听、热门广播收录以及教育等。
1.在线收听。顾名思义就是提供在线收听广播的服务。这个服务可以从两个方面提供:一方面是将传统广播业的热门频段做成在线收听的频段,现在很多电台都有这样的服务;另一方面,就是开创一些专门的在线收听的音频节目,这些节目只能在互联网上收听并且也可以进行听众互动,但不在传统广播中播出。
2.热门广播收录。对于当下热门的在线收听的音频根据不同内容进行收录,尤其是重要的新闻、音乐、故事连载类以及教育类等音频。值得我们注意的是,在音频分类的时候,需要对原始音频加以编辑使其精炼,修剪的部分一般是收听率下降的部分。
3.教育。专门聘请一些各个领域的专家,根据时下热门的教育板块,开辟教育咨询、授课等服务。例如,法律、基金、股票、保险、语言学习、政治、历史、公务员考试等方面的内容。值得说明的是,音频收录比视频收录更简单、方便易操作,成本也相对低廉。
(二)用户提供内容(原创类)
随着时代的发展,越来越多的人有表达欲望,而越来越多的图文、视频信息多多少少使人们有些视觉疲劳。音频信息,则完全不需要时刻注视屏幕,在选定板块之后,可以戴着蓝牙耳机做其他的事情。同时,发表音频文件也非常的简单、方便,只需要录音之后发送即可。
用户提供的广播业的内容主要可以按照地域和内容这两个方面来划分:
1.地域划分:音频信息有一个显著特点,就是各个地区的方言不尽相同,这可以说是音频信息的一个缺点,它影响到了音频信息的理解。但同时,也可以说这是音频信息的一个优点,它加深了文化的融合,促进了团结,也是方言学习的好方法。
2.内容划分:按照内容来进行划分,广播业的服务类型主要有:
(1)新闻。每天发生在普通大众身边的小新闻也是非常多的。用户可以将这些新闻以语音的方式收录在自己的便携式录音设备上,然后再到网上。从某种程度上说,这比使用文字更简单、便捷。随着三网融合的不断推进,用户也可以在智能终端上完成这一系列的操作。例如,Macbook笔记本,iPad、iPhone、iMac Air超薄笔记本等。值得说明的是,日常琐碎的小事情、小新闻,反而更能引起用户的兴趣,更具可听性。
(2)故事连载。一般分为原创故事和非原创故事,用户可以将自己喜爱的小说、童话故事等以音频形式投放到网络上,也可以将自己原创的童话、小说、散文等投放到网络。
(3)教育。用户可以将自己擅长的各个领域的内容以音频的方式到网上,其内容可以是政治、语言、语文、诗文、基金、股票、学习心得甚至是游戏教程等等。
(4)音乐。时下很多的音乐爱好者,他们都喜欢原创歌曲,但是又苦于没有方便、快捷的方式与听众分享,而音乐专区则刚好可以满足年轻人的原创热情。的音乐可以是原创音乐和非原创音乐,原创歌曲的需要处理好版权的问题。
(5)语音百科。一方面,喜欢问为什么的不只是大人,小孩子也越来越依赖搜索服务,而在观看词条的解释时,往往有生词,这影响到了词条的理解。另一方面,成年人在某些特定场合需要快速的查阅某些词条,不方便长时间的盯着计算机屏幕以获取信息。语音百科则很好的解决了这两个问题。在不久的将来,人们甚至可以通过移动终端,获取词条的语音解释。在内容提供上则是由广大用户网友共同提供的,涵盖到教育、语言、科技、网络流行语、文学、地方用语等等。这种方式与维基百科相类似,只是维基百科做的是文字解释。
(6)语音bbs。根据调查,很多网友把看帖子内容作为一种消遣娱乐,但是长时间的对着电脑又非常容易产生疲劳,但是不看又欲罢不能。而语音bbs则刚好可以很好的解决这个问题。语音论坛的运作方式和传统论坛基本相同,只是用文字替代了语音。值得说明的是,帖子的语音设置应该默认为(也可根据实际需要调整),当用户点击标题,会自动播放该标题的内容,如果此时有网友跟帖,则会自动播放跟帖内容,已经的跟贴内容则要点击播放,也可以设置贴子的顺序播放,即贴子内所有音频信息按时间顺序自动播放。
五、总 结
云计算是一次彻头彻尾的互联网革命,是一次大的科技浪潮。几乎所有的互联网或者与互联网相关的企业无一不想搭上云计算的技术快船,到达浪潮之巅。
然而,目前云计算在国内的运用尚存在许多障碍和问题,比如用户认知不足、标准缺失、数据争议、服务质量难以规范等,这些问题都限制了云计算在网络广播业上的发展。作为对技术不敏感的网络广播业来说,应该要充分审视并解决这些问题,审时度势,抓住这次发展的机遇,迎接实现网络广播云服务所面临的挑战,充分利用云计算再创广播业的第二轮高峰。
参考文献:
[1] 李晨,郭丰.美国政府云计算战略试图在全球保持领先优势[J].世界电信环球采风,2011(6).
[2] 倪万.“云计算”的媒体应用及核心价值[J].编辑之友・传媒(月刊), 2011(9).
[关键词]信息素养教育;大学生信息素养;教育平台;云计算;云服务
[中图分类号]G40+057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097(2013)05-9108-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.05.022
引言
1989年,美国图书馆协会在信息素养研究报告中提出:“信息素养就是人们能够充分认识到何时需要信息,并有能力去获取、评价和有效利用所需要信息的能力。”
联合国教科文组织(UNESCO)在2003年的的著名的“布拉格宣言:走向信息素养社会”(The Prague Declaration“Towards an information literate society”)提出,如何使人们从Internet时代的信息和通信资源及技术中受益是当今社会面临的重要挑战,并宣布“信息素养”是终身学习的“一种基本人权”。
作为一项全面学习和终身学习的能力,信息素养对个人的发展至关重要。尤其在当代信息化社会中,学会学习本身的重要性已经超越了学会既有知识,因此学习方法教育已成为现代高等教育中非常重要的内容。
近几年迅速发展的云计算(Cloud Computing),提出了“把所有的计算应用和信息资源都用互联网连接起来,提供随时的访问、分享”的理念,云计算技术和资源共享的思想为其在信息化教育领域提供了广阔的应用空间。
据美国新媒体联盟与EDUCAUSE学习计划联合发表的2009年《地平线报告》(Horizon Report)分析预测,云计算将在未来1-2年左右成为学校的主流技术,它将影响教师的教学方式和学生学习的方式。利用云平台,实现教学、管理和信息交流等功能,将是未来教育技术发展的主要方向。
因此,利用云计算技术,建立面向师生的信息素养教育“云服务”将是高校信息素养教育未来发展的必然趋势。
一、高校信息素养教育存在问题
目前,高校信息素养教育主要围绕培养学生的信息获取、处理、分辨及利用等能力和信息道德教育等展开。在内容方面,包括图书馆利用指导,文献检索技巧和数据库利用培训,网络搜索工具和资源使用介绍,文献获取方法介绍,文献利用指导以及软件工具使用指导等,总体涵盖比较丰富。模式有新生始业教育、文检课、学科专题培训和公共专题培训等,用于满足不同用户多层次的需求。在方式上,大部分采用面对面授课方式,也有部分学校推出了在线教学方式。总体而言,经过多年的积累发展,高校的信息素养教育对提升学生的信息素养起到了较大作用。但随着信息技术的飞速发展以及用户行为习惯的改变,传统的信息素养教育逐渐呈现出越来越多的弊端。
1.受时空等客观条件制约,用户覆盖率低
目前高校信息素养教育以面对面的文检课和讲座为主,这种将师生集中起来的传统培训方式客观上受到场地、时间等因素的制约,每次容纳的听众数量十分有限,也缺乏迎合学生个体需求的机动性和灵活性,在一定程度上降低了受众面。相较于高校庞大的用户群体而言,现行的高校信息素养教育只覆盖了一小部分师生。
2.人力资源的限制,阻碍了信息素养教育的发展
近年来信息化技术和数字图书馆的迅速发展对高校信息素养提出了更高的要求,随之而来的,对教育提供者的素质要求也越来越高。但作为信息素养教育的主要提供方——高校图书馆中这类高素质人才的储备却十分有限,特别一些小馆情况更为严峻。这种人力资源上的限制一方面导致了高校无力在广度上进一步扩大信息素养教育的覆盖范围;另一方面也导致了从事培训的人员因工作量过于集中而无力在相关领域进行更多的知识学习和技能提高,从而阻碍了信息素养教育工作在深度上的发展。
3.形式陈旧单一,越来越不能满足学生多样化的需求
网络和信息化环境下,用户的使用习惯也逐渐改变,传统的信息素养教育形式越来越不能吸引当代学生群体的主动参与。虽然也有高校推出了在线教学模式,但大多是将课件“堆放”在网页上,被动地等待读者前来选择;课件形式也多为PPT或课堂录像等较传统的形式,通常需要学习者投入较长时间进行持续的学习,用户体验差,缺乏吸引力,在实时性和交互性方面也不强,与当代网络环境下大学生的使用习惯尚有差距。
4.技术条件有限,难以为新形式课件和服务平台提供保障
网络环境下的信息素养教育对各类新形式多媒体课件有了更多需求,但目前高校从事信息素养教育的大多数工作人员在课件制作、网络化传播和服务方面还存在很多技术上的障碍;另一方面,发展信息素养教育服务平台所需要的大量信息化及软硬件技术装备也是目前高校较欠缺的。这种技术条件上的不足形成了高校在发展新形式信息素养教育服务方面的先天缺陷。因此,目前总体上国内高校中真正推出在线服务方式的还十分有限,且普遍技术含量不高。
二、云计算应用于高校信息素养教育的优势
云计算是一种新兴的基础服务共享架构方法,它不但丰富了信息素养教育资源的生产模式,也大大丰富了人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式,近年来引起了教育界和图书馆界的广泛关注。其具备的便捷、共享、通用等特点,为解决信息素养教育所面临的种种困难提供了很好的解决方案。
1.资源在云端,共享变得更容易,用户覆盖率得以提高
云计算提供的云存储服务,使信息素养教育者可以将课件直接存放于云端,学习者只需通过某种符合标准的终端工具(如浏览器、手机、平板电脑等)接入系统即可实现对课件的访问,共享变得更容易。“云存储”所具备的无限扩展性、随时访问及网络化覆盖的特点,消除了使用者在存储空间、访问时间地点等方面的种种限制,大大方便师生的同时也提高了信息素养教育的覆盖率。
2.便于实现资源整合和人员联合,解决人力资源的限制
云计算不仅提供超强的运算能力,还将分布在不同领域的存储设备集中成一个虚拟的资源地,以“按需索取”的方式提供给网络读者。因此,借助“云计算”模式,信息素养教育还可以通过在多个高校问建立资源共享平台,达到教学资源和人员的共享与联合。这不仅可以平衡各校资源、减少重复建设,更可以通过共建共享,解决高校在专业人才和资金方面的困难,从而提高高校信息素养教育的整体水平。
3.利于形成多样化的信息素养教育,迎合当代大学生个性化的需求
云计算是一个高效综合的服务平台,其蕴含的无限可能性使服务的多样化变得简单而易得。高校可充分利用“云”中提供的各种服务形成适应大学生群体使用习惯和体验的、多层次多类型的、个性化的信息素养教育形式和内容,以便每个使用者都能从中得到他们真正想要的,从而提高其学习的积极性。
4.降低软硬件成本和技术门槛,提高服务整体技术水平
云计算告别了传统以个人计算机为基础的生产模式,从而大大降低了原本个体生产过程的技术和软硬件投入。对信息素养教育而言,它不仅降低了建立相关平台需要的软硬件成本和技术要求,减少了进行平台维护、运作需要的技术人员投入,还在一定程度上降低了制作信息化课件需要具备的知识与技术门槛,从而在整体上提升服务的技术水平。
三、建立高校信息素养教育“云服务”平台
借助云计算的种种优势,高校可以逐步建立起一个覆盖一定范围的,可供用户随时使用的,提供包括多媒体课程、在线咨询、网络知识库、用户互助交流等功能在内的综合性立体式信息素养教育“云服务”平台,以为师生提供覆盖更为广泛、使用更为便捷、内容更为多样化个性化的高质量信息素养教育服务。通过平台,学习者可随时方便地利用多种手段访问云中的海量信息资源,并通过自助式、在线式或互助式等方式进行信息素养的学习;知识提供方也可以通过多种途径方便地将各种形式的知识分享到平台,从而在云端形成一个用户可参与互动的、一站式多功能信息素养教育和服务基地。
1.信息素养教育“云服务”平台的功能模块
信息素养教育“云服务”平台是基于云计算技术建立的信息素养培训基地,它包含了现有信息素养教育的各种内容,并在此基础上借助新技术从形式到内容上都进行了极大地丰富,形成一个立体化全方位的综合平台,其构成包括课程学习、在线课堂、实时交流、知识问答及测试几个模块。
(1)课程中心
借助云存储空间的覆盖面广和共享方便的特点,“云服务”平台首先是一个包含各类课程课件的资源集散地,学习者可以通过网络方便地访问这些资源进行自主式学习,也可通过留言方式对资源的配置提出要求。各参与高校的图书馆员或加入的院系学科专家则可以将制作的信息素养课程课件放到平台上。课件的形式可以是多样化的,如视频、音频、PPT甚至手稿讲义等。这些课件在平台上被按类型、内容、学科或提供单位等分类标签,方便使用者通过搜索或浏览等方式进行选择学习。针对图书馆员或者院系学科专家,平台在云端集成常用课件制作手段(如视频、音频制作工具等),以降低课件提供者的技术负担,从而丰富平台课件类型;针对读者,在云端集成多种应用方便其通过各种方式(如电脑、手机、PAD等)访问平台资源进行学习,并可通过留言方式提出意见和建议。
(2)在线课堂
“云服务”平台集成的在线课堂功能,集成了在线教学需要的软硬件环境,提供传统信息素养教育中面对面授课方式类似的教学方式。例如:授课人可通过集成在云端的在线课堂申请一次在线课程,同时进行资源的配置(设定授课时间、时长、人数以及课程信息等),并利用平台发出相关通知(包含时间、网址、课程信息等)给服务对象,他还可以通过对用户登录进行控制来实现对对象面的控制。完成后,到设定时间授课人只需登录平台就可打开云端的课堂,即时传输和接收音频、视频信息。对授课对象,他也只需按照接收到的通知进行登录操作就可加入到课堂进行听课和发言。这种方式一方面扩大了课程对象的覆盖面,同时课程本身也不再受到时问空间的限制,教师的自由度大大增加了;另一方面,授课对象也可以足不出户就实现跟教师进行直接交流,方便程度也提高了。此外,课堂过程还可实现即时录制,用户可以选择是否放到云端作为学习资源供后续使用。
(3)交流平台
“云服务”平台还可提供即时交流服务,用户可在这里组成讨论小组,进行问题讨论、课程答疑等活动。平台在云端集成支持文字、语音或视频的即时讨论工具,用户只需申请账号并组成讨论组,就可实现共享话题进行讨论甚至开会等活动。
(4)网络知识库
为了达到最大范围的知识共享,充分发挥集体智慧,在信息素养教育“云服务”平台上还集成了类似于“维基百科”的开放式网络知识库。用户可以提问,也可以回答问题,从而充分发挥用户之间的互助作用。同时,平台专业人员(图书馆员、教师等)将定时访问知识库,对其中的问题进行回答和整理,对其中正确的回答可以进行认证,并将精品问答整理成经典知识库供用户参考。
(5)自测平台
信息素养教育“云服务”平台还是一个学习者自测或自我练习的平台,以帮助其加深印象,提高掌握程度,也可用作相关信息素养课程的网络考核平台。由相关培训或者课程的教师设置一些练习题在平台上,学生学完某个系列的课程后可选择相应习题进行自测和学习巩固,题库同时提供参考答案,供学生有困难的时候参考以达到加深印象,帮助掌握的目的。同时,相关教师留下联系方式供学生有问题时及时联系辅导。对于有些需要考核的课程,平台也在云端集成考试系统,教师只需将题库上传至平台并选择考试模式,然后设定考核用户范围即可实现在线考试的功能。
2.信息素养教育“云服务”平台构架
信息素养教育“云服务”平台将采用分层式的构架体系,有效整合各种资源和技术,最大限度地实现系统的稳定性、可靠性、可扩展性、可伸缩性以及可维护性。系统构架分为四层:访问层、应用层、资源层和基础层(如图1所示)。
(1)基础层:是系统的硬件设各层,主要包括云存储,云Web服务器等组件,主要责任是能够把资源层和应用层无缝的部署和融合到其他部门或者机构提供的云服务中去。
(2)资源层:用来保存和管理应用层所需要的各项核心资源,主要功能包括资源的创建和维护,审查等。资源层相当于系统的数据层,最终的用户不会直接使用资源层,而是通过应用层来访问资源层。但平台工作人员需要直接使用资源层对资源进行个性维护和管理。
(3)应用层:承载着“云服务”的具体实现功能。应用层提供各种应用和功能供用户使用,实现平台的各项创新。
(4)访问层:访问层首先以Web的形式提供普通的电脑能够访问的界面,进一步支持平板电脑,智能手机,以及PDA等其他的各种手持终端。
3.信息素养教育“云服务”平台的服务模式
(1)自主式课程学习
“云服务”平台的课程中心放置了信息素养教育相关主题的系列课程课件。用户登录平台后,可通过按课程主题浏览的方式进行循序渐进的系统学习,完成后进行自测来掌握相关内容。
(2)信息素养网络知识库
用户在日常工作学习中,碰到信息素养相关的具体问题时,可登录平台通过检索方式获得与知识点相关的教程进行学习或得到网络知识库条目获得解答。对于没有找到的内容,则也可通过平台的方式,寻求平台服务人员的辅导和网友帮助。
(3)在线课堂
在线常规讲座:图书馆员可通过云服务平台定期举行信息素养教育相关的在线讲座,也可通过同步转播的方式将图书馆的每周常规讲座搬到网络,从而扩大讲座的受益面,也使有兴趣的读者参与变得更加方便。
在线文检课:教师通过向云服务平台申请课堂的方式,将传统文检课通过云服务平台来实现。教师和学生在平台上可实时交流,并可将作业和考试通过自测平台和回收。对于分组讨论的作业,学生还可通过交流平台自建讨论组讨论,也可邀请教师加入进行指导。通过授课时的登录情况教师可监测出勤率等。
预约讲座:用户有信息素养方面的培训需求,但通过检索发现平台没有相关资源,可通过给平台管理员留言的方式提出培训讲座需求。管理员整理阅读读者留言后,组织实施相关讲座并通过平台。
4.信息素养教育“云服务”平台的人员支撑
要实现信息素养教育云服务平台强大的服务功能,必须有强大的人员保障作为支持。这些支持人员包括:
(1)技术支持团队:主要担任平台的建设、维护、升级等。虽然信息素养云服务平台会通过购买等方式尽量采用成熟的云计算技术,但仍会需要一些特色服务和应用的开发,因此仍然需要一支技术支持团队。
(2)专业培训和咨询人员:主要担任平台课件制作、在线授课和知识咨询等。这部分人员主要由图书馆资深的信息素养服务馆员组成。除此之外,也可将学校各学科中具有这方面知识经验的师生并入,借助网络的便利邀请他们加入来分享他们的知识,可成为平台专业人员中的重要补充。此外,为了解决图书馆总体人员上的短缺,还可通过区域合作资源共享的方式实现区域人员的联合服务以充实人员配置。
(3)网络互助力量:通过平台提供的互助回答功能,在平台专业人员无暇顾及的时候,平台上用户之间的互助成为解决问题的又一条途径。
四、结语
温开华
(国家电子计算机质量监督检验中心 100083)
[摘 要]毫无疑问,我们身处信息化时代,而信息技术的深度应用使得大数据在各个领域中大展身手,如科学、商业、教育、文化等领域。同时,随着大数据在
军事领域应用的横纵向发展,战争已步入大数据时代。在信息化战场上,
“除了上帝,任何人都必须用数据说话”。现实告诉我们,只有在大数据的挖掘和应用方面掌
握优势的一方,才能有效提高对战场的控制力,从而在战场上立于不败之地。这些都告诉我们,军队要打赢信息化战争,决胜于千里之外必备必须与大数据深度融
合。
一、大数据
(1 )定义
针对大数据,并没有统一的定义,业内比较普遍认同的定义:大数据指的是
数据存储规模远远超过传统数据库软件处理能力的海量数据集合。提出这一概
念主要针对的是信息化社会数据“爆炸式”增长,数据存储量巨大。
(2 )特点“4 V ”
1、大量(volume)存储大;计算量大
2、多样(Variety)来源多;格式多
3、快速(velocity)数据增长速度快;处理速度要求变化快
4、价值(value)
(3 )大数据与云计算
大数据不同于云计算,云计算的本质是数据处理技术。大数据是未被发掘
的无形资产,而云计算则为大数据资产提供存储、访问、计算和分析。
(4 )数据来源
互联网企业;物联网、商品终端、移动设备、个人定位、传感器采集;移动、联
通、电信等通信运营商以及相关互联网运营商等。
二、信息化战争
(1 )定义
信息战,又叫决策指挥控制战。信息战旨在以信息为战争中的主要武器,通
过打击敌方的网络识别系统和计算机信息系统,从而干扰、阻止或改变敌方决
策指挥者的决定,进而使敌方丧失作战能力或放弃敌对行为。
(2 )出现
信息化战争理念的出现是以计算机技术为核心的第三次技术革命作为基
础的,并产生于1980-1983年。随后1991年的海湾战争,信息化的武器装备,如
侦查卫星、全球定位系统(GPS)等,开始在战争中发挥着重大作用,信息化战争
初露端倪。
(3 )发展
科索沃战争(1999)是全球范围内第一场真正的信息化战争。阿富汗战争
(2001)实现了信息化的全面连通,每一个战斗分队都是由指挥官在后方通过网
络监视大屏幕进行决策指挥的。伊拉克战争(2003)信息化水平很高,基本上实
现了战争直播。
三、大数据对信息化战争的影响
通过以上介绍,我们对大数据和信息化战争有了初步的了解。大数据应用
在现在战争中,可以提高战争的信息化水平,而对于现代战争而言,信息化水平
就是决定战争胜利与否的关键所在。但同时我们需要注意的是,对于信息化战
争而言,数据量巨大的特征也是显而易见的。如阿富汗战争期间,美军为打击一
小股恐怖分子,其部署在太空、空中和地面的全方位情报侦察监视系统,24小时
内产生的数据就有53TB(1TB=1024GB)面对如此巨大的数据,指挥员和部队
会陷入数据的海洋中无所适从。所以,认识信息化战争对大数据存储与分析的
要求从而提出相应的解决对策十分有必要。
四、信息化战争对大数据存储与分析的要求
在信息化战争中,多维一体协同作战成为作战的基本样式。在每一次战争
中都会产生海量的数据。在这样的背景下,信息化战争对数据存储与分析产生
了许多具体的要求。
(1 )辅助决策的要求
在信息化战争条件下的战略决策,以及如何提高战略决策水平,对海量数
据的处理和分析进提出了很高的要求。
(2 )支持信息查询功能的要求
信息化战争需要广泛搜集敌方兵种、数量、战术、作战特点、等各
种海量数据,并且整理编辑成文字资料、图片资料和音像资料,建立计算机数据
资料库,为各个指挥中心提供查询和参考。
(3 )支持内部扩容的要求
大数据时代的数据量是呈几何指数关系递增的,如何保证数据处理系统的
正常高效运行从而有效支持信息化战争是急需解决的核心难题。而传统的物理
服务器存储方式具有扩展性差,资源利用率低,可维护性差,灵活性差且造价昂
贵的特点。这些都不利于构建大数据对于信息化战争的支撑。
(4 )支持数据安全的要求
数据安全即在信息化战争条件下确保数据源是真实的、已方的。这里主要
的问题包括三个:身份识别,数据识别和防止敌方信息对抗。身份识别即身份认
证问题,指的是防止敌方利用伪身份进行渗透。数据识别指的是数据源和数据
的真假辨别。防止敌方信息对抗指的是防止敌方窃听,干扰和向系统注入虚假
数据。信息化战争对数据信息安全要求体现在对信息使用者访问权限的控制以
及对信息使用者身份的识别。
五、提高大数据存储与分析能力的几个对策
随着信息化战争的横纵发展,使得信息化战争对数据存储与分析产生了许
多具体的要求,针对上述问题,国内外已经进行了相关研究,并且取得了一定的
成果。下面主要介绍一下解决上述问题的相关技术。
(1)Hadoop大数据处理技术
Hadoop是一个基于Java的分布式密集数据处理和数据分析的软件框架。
该框架在很大程度上受Google在2004年白皮书中阐述的MapReduce的技术启
发。MapReduce是Hadoop中的一个软件框架,通过MapReduce并行处理技术
可以提高大数据的处理速度。
(2 )内存计算
内存计算,就是计算机中央处理器(CPU)直接从内存中读取数据(传统的
数据读取是从硬盘中),并对读取到数据进行计算、分析和应用。服务器在处理
数据时,CPU 首先会从缓存中找数据,如果缓存中找不到,再从内存中找,内
存中没有,再从硬盘上读取。通过研究表明,如果让查询在内存中进行,而不用
读取硬盘,就会大大提升处理性能。但是,我们需要大幅提高内存的读写速度。
(3 )云计算
云计算能够动态地扩展计算机应用基础设施,是近年来最有代表性的网络
分析与计算技术。云计算通过将大量计算分布在大量的分布式计算机上,进而
实现有效地分析和处理海量数据的目的。
六、结语
在信息化时代,数据成为军队在战争中是否能够克敌制胜最为关键的因
素。随着大数据时代的到来,深刻理解大数据的内涵及其对信息化战争的影响,
在大数据中探索战争深层原理,掌握以数据为中心的信息化战争方法,才能在
战场上掌握主动并立于不败之地。
参考文献
[1] 陈润华主编.大学军事教程.清华大学出版社出版,2008年第二版.
关键词:云技术 媒资 存储
计算机技术的发展带动各项技术包括广播电视技术的飞速发展。上世纪九十年代,曾经泾渭分明的计算机技术与广播电视技术开始融合,“多媒体”(Multimedia)一词横空出世并于一夜之间普及。如今随着网络技术的深入,几乎每一项重大的计算机技术的突破都会带给广电技术一次跨越式进步。
一 云技市的定义与应用
早先的云技术是指云计算(Cloudcomputing)技术,云计算是分布式计算(Distributed Computing)的一种,都必须在网络环境中实现。分布式计算技术的研究可以追溯到上世纪60年代,它研究如何把一个计算能力需求非常巨大的问题分成许多小的部分或任务,然后把这些任务分配给许多普通的计算机上进行处理,最后将所有的计算结果综合起来得出最终运算结果。云计算之所以被人们称之为云(Cloud),更多的还是商家的炒作,一说看得见摸不着,虚无缥缈谓之“云”;一说它象原子核周围运行的电子云,没有固定的位置却始终围绕着使用者服务。现在说到云技术应该还有“云存储”的内容,云存储是云计算概念上延伸并发展出来的新概念,它是指通过集群(Cluster)应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云技术的实质是对计算、存储、服务器、应用软件等IT软硬件资源的虚拟化。
PC时代伊始,客户机/服务器(C/S)模式盛行,计算能力大量向客户端倾斜,单机的复杂任务哪怕不惜夜以继日也要尽量在本机完成。互联网发达的今天,只要接入网络,庞大的计算任务从本地提交给服务器端完成,既节约了成本,还极大地提高了工作效率。对客户端而言,服务器端(即所谓云端)怎么完成的任务并不重要,重要的是云端的服务质量,甚至有商家提出了“云技术即服务”的概念。
二 电视媒体资源管理现状分析
本世纪初,随着单盘大容量高转速硬盘的性价比大幅攀升,PB级容量(1PB=1024TB)的硬盘阵列迅速攻占各个行业,国内多家电视产品提供商都瞄准时机,推出了自己的媒体资源管理系统。截至去年(2011)末,约60%(电话调查统计数据)的省级电视台都拥有自己的媒资,虽然规模不同,结构各异,应用更是良莠不齐,但系统都还完整。除此以外,一些大型视频网站、地区级电视台、报刊杂志等也有自己成套的媒资系统。
电视(电影)镜头记录的是历史,是文化,十分珍贵且必须传承,这是共识。早年用模拟磁带或胶片形式保存,一段时间后就需要翻录或翻拍,十分不易且信号不断衰减,这也是电视人心中之痛。媒资系统很好地解决了这一矛盾,这是该系统快速普及的根本原因。可是通过调查发现,几乎所有的媒资使用者都有以下困惑:
1、编目难,人手紧缺。尽管广电总局有《广播电视音像资料编目规范》,但那只是些条条框框,具体到节目内容时经常无所适从,个人主观意志体现太多。自动化程度低,节目碎片化基本凭人工操作,人工工时需求量大,摊到每个镜头的上载成本高。
2、历史素材使用率低,编导版权意识谈薄。媒资库的镜头是越来越多,存储容量也是不断膨胀,可真要用素材的时候,想要的东西多数找不着。进入媒资的资料基本上是无偿使用,编导存于手上的素材大多不愿意上交。
3、单位之间素材交换渠道不畅。如果要使用外单位的素材,完全靠关系凭感情,或者被漫天要价;反过来,外单位找过来时,靠媒资调取素材,几乎不可能,不是技术因素,而是管理原因。
当然,媒资的建立有诸多功能,尤其在节目生产过程中处处都能给使用者提供方便,存在以上缺憾很正常,本文不是要否定媒资系统,而是要探讨更加优化的媒资。
三 云级电视媒资构建
从某种角度看,电视媒体资源管理系统就是一个云系统,属私有云(Private Clouds)范畴。在这里,我们定义这种只为自己单位服务的私有云为单云(Single-cloud),由互联网进来的外部访问都被防火墙阻断了,或者有的系统根本就与互联网没有物理层面的连接。这样的封闭系统安全确有保障,但自己人只要不在网内也会被排斥在外。
一个理想的完整的媒资单云系统如图1所示。
为了使交换素材变得顺畅,我们需要大的共享系统,海量的素材既通过私有云为本地提供服务,也可以通过公共云为外界提供有偿服务,这样可以有效地解决小媒资的瓶颈。
如图2所示,这样的系统构成如下:
基础云,以电视台和专业的电视机构的单云中公共云为核心,通过互联网或专线网连接起来,构成原创专业视音频资料的基础。
辅助云,以类似土豆、优酷、乐视等专业视频网站为核心,开辟拍客、播客、闪客等的服务空间,组成原创准专业视音频资料集群。
备份云,国家级存储空间,可由国家投资作为战略性储备,为上述云做好远程和异地容灾备份,同时也为了分散流量,均衡负载,提高需求者的访问效率。
用户群中有系统构建的投资方,还有大量的视音频消费者;既有大型电视机构提供专业的视音频素材,又有视频爱好者参与并自娱自乐。就在贴近大众、服务大众的同时,云的规模也将越来越大。
在建设初期便强调规模不现实,也不足取。首先由几家有实力的电视机构发起同盟,在不改变私有云的前提下,投资公共云部分的建设。他们统一编目方式和文件存储、交换格式,联网试运行,同时争取国家扶持政策。一段时间以后,该项目作为国家重点支持的文化产业项目将获得直接投资,这时再来构建备份云。其后,开放公众接人并实行会员制,敞开加盟渠道,形成完整的大云结构。
四 运营策略及安全管理
可以想见,EB级存储(1EB=1024PB)将是未来云存储中的基本容量,ZB(1ZB=1024EB)、YB(1YB=1024ZB)级容量出现也是必然结果。无论单个硬盘容量达到多少,存储设备数量一定会十分庞大,考虑到客户响应速度及节能和环境要求,这些存储设备分布的地域将会十分广阔,存储设备、服务器设备的运营管理难度会很大。虽然作为云存储的使用者根本无需关心数据来源问题,但对于云存储的运营单位而言,则必须通过切实可行和有效的手段来解决集中管理难、状态监控难、故障维护难、人力成本高等问题。因此,云存储必须要具有一个高效的类似于网络管理软件一样的集中管理平台,可实现云存储系统中所有存储设备、服务器和网络设备的集中管理和状态监控。经过多年对云的理解和研究,国外已有对混合型复杂云的运营和管理经验,云一样结构的网络也有云一样分布的网络管理和维护人员支持其正常运转。
知识产权和专利将会很好地在媒资云中得到保护,互联网上的电子商务成功模式完全可以搬过来使用。客户既是某些媒体素材的创造者和专利拥有者,又是别人素材的使用者。基于用户管理模式,每个单位和用户都将拥有自己的帐号,素材可以作为商品根据提供者的定价直接网上交易,沿用“支付宝”模式进行记帐管理。这里面可能蕴藏着一个淘宝网式的巨大商机。
云在使用中的安全问题也比较突出,防黑客、防病毒首当其冲。实际应用中,可以将安全任务分解到各个单云结构中去,各司其责,在有利益的环境下,实施起来并不困难。其次,由于交易的是视频文件或流媒体文件,非常容易被截获和侦听,数据加密是必然选择。交易发生时,都是点对点传输文件,互联网安全传输隧道(IPSec VPN)、SSL(SecuritySocket Layer)等加密手段都是不错的方案。另外,为了防止授权素材被疯狂拷贝,可以借鉴超星数字图书馆技术,将视音频文件与交易对象捆绑。
五 结语
记录和传承民族文化,做大做强文化产业,基于云技术的国家级别的媒体资源库,利国利民。它构建相对容易,投资风险较小,建成后影响力巨大,不仅技术上能与世界级的“大云”分庭抗礼,而且可以取得可观的社会和经济效益。
参考文献
[1]《分布式计算》HagitAttiya阿蒂雅著,电子工业出版社2008年第三版;
[2]《媒体管理概论》高福安编著,中国传媒大学出版社,2010年;
关键词:.NET技术;职技高师院校;实验实训管理信息系统;无缝集成
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)08-0165-03
高校实验实训室是科研、教学的重要组成部分,是提高学生综合能力的基地,是培养具有创新意识和实践能力人才的摇篮。因此,在加强实践教学过程中必须加强实验实训室建设和管理。我校“动手动脑,全面发展”的办学宗旨,“本科+技师”“双证书”的培养模式,都需要大量的高水平实验实训室和师资作为支撑。实验实训室的建设、管理,设备的配置、使用及教学内容设置的科学化、规范化,师资队伍的水平等因素,不仅影响着学校的教学、科研水平,而且关系学校的办学特色和发展前途。因此,包括国家及省市重点实验室评估、本科教学质量评估在内的一系列检查、考核、评估,都将是否建立实验实训管理信息系统作为主要指标之一。
实验实训管理信息系统是高校管理信息系统的一个重要组成部分。功能完善、性能良好的实验实训管理信息系统有利于管理的科学化、现代化,能够充分发挥实验室的作用,大幅提高设备利用率,为学生提供更多更好的实践方法、手段,提高实验室管理员的工作效率,降低劳动强度,提高学生主动学习的自觉性,有利于教育、教学水平的稳步提高。
实验实训管理信息系统的开发背景
近年来,我校的办学特色、培养模式已经得到社会的广泛认可,实践教学无疑在其中起到了重要的作用。但是目前我校实验实训室的管理大部分还沿用传统的手工操作,这和我校进一步强化办学特色,提高办学水平,争创一流职业技术师范大学的要求有着较大差距。为解决这一问题,我们提出建立具有自主版权和特色的实验实训管理信息系统。通过总结我院在实验实训管理方面多年积累的经验,我们开发了适合我校具体情况,并有一定前瞻性的管理流程和组织架构,不但体现我校鲜明的特色还具有一定的通用性和推广价值的实验实训管理信息系统。
实验实训管理信息系统的基本特点
与其他管理系统相比,实验实训管理信息系统有如下一些特点:(1)与外界信息的交流相对稳定。除部分培训业务外,大多数业务与外界的联系都比较稳定或基本是相对封闭的。(2)具有较强的交互性。校园信息系统的主要对象是教师和学生,必须要有足够的交互性,才能吸引更多人参与和了解系统并有所收获。(3)注重信息的时效性。学生具有较大的流动性,必须及时更新和清理过时的信息,随时掌握信息的时效性,保持信息的有效性,让使用者随时可以获取最新的信息,同时保障系统的安全高效。(4)具有很强的方便性。使用者能够方便地获取所需的信息和进行信息交互,使用者不论何时,只需登录网络即可使用管理信息系统。
除此之外,实验实训管理信息系统作为高校管理信息系统的重要组成部分,其自身还具有如下特点:(1)实验实训室的种类繁多,各具特色,管理各有千秋;(2)设备千差万别,教学内容更是复杂多变;(3)开放实验室管理需要具有更大的灵活性;(4)教学内容的管理、培训项目变化较大(同一个项目需要分为不同级别进行),要求具有较大的伸缩性。
实验实训管理信息系统的建设目标及建设思路
实验实训管理信息系统的开发就是为了促进实践教学管理与开放,提高效率,从长远考虑为实验室开放管理建立一个办公无纸化、管理智能化、决策科学化的办公平台,同时,系统的开发既要适应管理部门机构设置和运行的现状,也要充分考虑今后的发展。
开放实验室管理信息系统采用B/S体系结构,后台利用SQL Server 2000数据库服务器存放系统全部的数据信息,前台系统采用开发的Web开放实验室管理部分。相比传统的实验室管理方式,使用开放实验室管理系统的优势在于能让教师和学生更加自由地安排实验时间,只要通过互联网,学生就可以对实验室进行预约、交流,同时,实验室管理员可以通过网络对学生的预约情况进行确认和回复。对于实验室的设备等的管理,管理员只需登录网络即可进行,具有较强的即时性、方便性,同时也为基于网络的实验实训室建设打下了良好的基础。在此基础上,今后可增加虚拟实验和远程实验系统,为日后向全社会开放奠定基础。
该系统将本着如下建设思路进行建设:鉴于我校已经建立了教务管理系统,为了保证与该系统无缝集成,将与教务系统公用一个数据库,共享信息,做到相关人员统一的登陆认证管理。在建设内容上,实行总体规划,分步实施的策略,以确保系统的平稳上线和运行。
系统功能概述
实验实训管理信息系统如图1所示。
系统管理:提供系统参数管理、数据备份与恢复等功能;人员管理:本系统采用基于角色的权限管理,人员可分为一般教师、学生、院系领导等,各自具有不同的权限;机构管理:本系统提供多级机构管理功能,包括校、院、系、室等,其中室为最基层的管理单位,归属于系,且有负责教师进行具体管理;实验实训室管理:实验实训室的日常管理,包括课程、培训、使用,实验实训室可以分类为公共、专业、开放、研究等不同类型,以适应不同的管理特点;设备及器材管理:对实验实训设备、备件及器材实施全面管理,按照固定资产的模式,包括出入库,领用、报废、回收等,本模块可与院固定资产管理对接,一旦登陆,则将自动记录该设备的使用情况,包括教学内容、使用人员等,自动统计设备使用数据;预约登记:主要用于开放实验室对学生的有计划管理,提高实验室的利用率(预约登记流程如图2所示);黑名单处理:为防止某些人恶意预约,浪费资源,将预约后连续几次不到的学生加入黑名单,在一定期限内不允许其再预约;实验实训项目管理:本功能也可依附于实验实训室管理,主要描述实验室能够提供的实验项目及其实验步骤、目的、要求等,供有关人员查询,并在预约中指明,如下页图3所示;实验实训过程监控:对教学计划实施、教学准备、运行过程、教与学的情况、教学总结、教学档案等进行全面监控;考核与鉴定管理:管理学生的实验实训考核办法、成绩、考勤等,同时对学生的中、高级工和技师的培训、鉴定、报名、缴费等情况进行管理(可考虑使用校园一卡通);实验实训室建设:主要提供实验实训的相关文件管理,实验室评估体系建设,中央地方以及院级共建、综合投资方面的前期、建设、验收等方面的功能;实验实训论坛:为教师和学生对实验实训提供讨论平台;查询统计:为各级领导、评估、验收等提供实时数据查询功能;报表管理:为各级领导和教师提供实验实训教学方面的管理报表;系统帮助:提供系统的使用帮助。
系统架构及其特点
技术架构 本系统采用基于B/S结构,采用微软.Net架构进行构建,操作系统采用Windows Server 2003,数据库采用SQL server 2000,开发环境为Visual 。其技术框架如图4所示。鉴于这一架构在通用性和可伸缩性,可靠性、实用性方面的优势,在研发中,我们采用该平台作为开发和运行平台。B/S结构特点是数据和系统统一集中管理,客户端免维护,且使用方便,免培训,适合大范围内和应用。因此,该模式适合我校的情况,同时对职技高师院校的实验实训室管理亦有指导和借鉴作用。
质量保证体系 系统开发管理采用CMM管理模型,以充分保证系统开发的质量。
存在问题
安全性 由于本系统面向学生、教师等诸多用户,必然存在很多安全隐患,例如病毒传播、恶意攻击等。因此,必须在防火墙的设置、网络病毒的防范等方面加强管理,同时积极推行IC卡认证机制,防止非法使用和入侵。
网络环境建设 一些实验实训场所的网络环境还不完善,有的只有一台机器可以联网,对通过网络直接管理实验设备的使用带来诸多不便。
人员培训 系统的最终用户,即教师和学生对该系统的认可及使用对该系统的成功具有决定性作用。因此,应加强对最终用户的培训,使他们接受该系统,积极提出建设性意见,促使该系统不断完善。
未来,系统将进一步整合资源,逐步增加虚拟及远程实验系统,进一步开发交互系统、云计算系统、与移动互联网技术结合开发随身交互系统等。总之,基于.NET架构的实验实训管理信息系统具有操作简便、功能完善、维护简便、灵活性、扩展性强等优点,是提高实验实训管理水平的重要工具。该系统投入使用将会大大提高我校的实验实训管理水平和效率,实现实验实训管理的信息化,为进一步深化我校的办学特色、推广实验实训管理的先进经验起到促进作用。
参考文献:
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作者简介:
雷云涛(1962—),男,天津市人,天津职业技术师范大学工程实训中心副教授,研究方向为电气及自动控制。
关键词: 吊耳; 接触; 极限强度; 有限元
中图分类号: U673.3; TB115.1文献标志码: B
引言
随着船舶行业的高速发展,大型船厂每年的造船总量达上百万吨,一年交船几十条,每条船的分段多达上百个.为将这些分段吊运到指定位置,合拢形成完整的船体,每个分段上面都设有多个吊耳,吊装完成后再将吊耳割除.所以,船厂每年吊耳的使用量巨大.如果吊耳的强度不符合要求,将会给整个吊装过程带来很大的隐患,不及时处理将会引发灾难性事故,因此,对吊耳的强度进行校核是一项非常重要的任务.
目前,吊耳的强度计算还没有规范的方法,在实际工程设计中,一般采用理论算法对吊耳的强度进行校核,主要包括以下3方面:吊耳危险截面强度校核、吊耳孔与插销接触强度校核以及吊耳与被吊件焊缝的强度校核[12].随着计算机以及大规模计算技术的发展,数值模拟技术的应用领域已涉及到各行各业,采用有限元方法对吊耳强度进行校核已成为一种高效、准确且实用的强度校核方法.
肖文勇等[3]采用有限元软件对吊耳与插销的接触问题进行研究,并提出相应的简化方法;此外,肖文勇[1]还对潜艇分段板式吊耳的强度进行校核;薛云等[4]对吊耳强度的各种设计方法进行整理,并采用不同的方法对吊耳的强度进行对比分析;张晓音[5]采用计算与试验相结合的方法,对吊耳的焊接工艺、材料性能和极限承载能力进行系统的研究.
根据上海外高桥造船有限公司在实际吊装过程中吊耳的使用情况,得知A形吊耳可以用于船体所有分段的吊装,使用范围较广.本文采用Abaqus有限元软件,开展A形吊耳结构的接触强度研究,分析载荷方向的不同对接触力的影响;并提出相应的接触力简化公式;最后,对A形吊耳的极限强度进行分析,确定极限载荷水平与设计载荷水平之间的确切裕度.
1吊耳接触强度分析
1.1接触算法简介
接触过程在力学上常常同时涉及3种非线性:大变形引起的材料非线性和几何非线性以及接触边界条件非线性,后者是接触问题所特有的.这些特征导致接触问题的求解非常困难.
早在1882年,HERTZ就比较系统地研究弹性体的接触问题,并提出经典的Hertz接触理论,但仅局限于形状简单、接触面规整的接触问题.在工程实际中,大部分接触界面的区域和形状未知,且接触远超弹性范围而发生塑性变形,弹性Hertz接触理论不再适用.伴随着数值解法的兴起和发展,出现许多求解接触问题的非经典解法,采用有限元法求解接触问题已成为一种主要的方法.[6]
对于接触问题,除场变量需要满足固体力学基本方程和相应的定解条件外,还必须满足接触面上的接触条件:(1)接触体之间在接触面上的变形协调性,不可相互侵入;(2)摩擦条件.对于接触或将要接触的2个物体,其界面接触状态可分为分离、黏结接触和滑动接触等3种.对于这3种情况,接触界面的位移和力的条件是各不相同的,而实际的接触状态又往往在此3种状态间相互转化,从而导致接触问题的高度非线性特点.接触问题的这一特点决定其通常需要采用增量法求解.将接触界面条件引入到求解方程的方法一般来说有2种:一种是拉格朗日乘子法,另一种是罚函数法[7].
1.2载荷方向不同对吊耳接触力的影响
A形吊耳可用于船体所有分段.为分析载荷方向不同对A形吊耳接触力的影响,以A25吊耳为例,从0~90°,每10°选择一个载荷方向,共10种,对A形吊耳的接触力进行分析见图1,对应载荷方向为50°时的示意见图2.结构有限元模拟过程中,吊耳与插销结构均采用体单元建模,吊耳材料为船用低碳钢.计算时选取的结构单元类型为4节点线性四面体单元C3D4,采用理想弹塑性模型进行模拟.载荷采用设计载荷,加载于插销半面,吊耳底端刚性固定.
由图3可知,同样的设计载荷作用在吊耳结构的不同方向时,吊耳前端以及中心处的接触力均在30°时达到最大,在60°时达到最小,总体变化不大.由于A形吊耳结构设计较优,在不同方向上的受力结果相差不是很大.对应载荷方向30°与60°情况时的吊耳应力分布分别见图4和5.图 4载荷方向为30°时的应力分布
图 5载荷方向为60°时的应力分布
1.3不同吨级吊耳接触强度分析
根据前文的研究成果,取载荷方向为90°,分析不同吨级A形吊耳在设计载荷下的接触力分布情况.A形吊耳结构垂向接触力沿圆周方向的分布以及垂向接触力沿厚度方向的分布见图6.
(a)垂向接触力沿圆周方向的分布
(b)垂向接触力沿厚度方向的分布
图 6A形吊耳结构垂向接触力沿圆周及
厚度方向分布曲线
25吨级A形吊耳结构的应力分布见图7.图 7吊耳应力分布图
由图7可知,A形吊耳的垂向接触力分布范围为75°~105°,接触区域的垂向力随着角度的增加,变化幅度较大.随着吊耳吨级的增加,沿厚度方向的垂向接触力整体呈上升趋势,A形吊耳的主板承力大于复板承力.
2吊耳接触力简化计算
根据接触力分布情况,可对接触力采取2种简化措施:(1)将不同厚度上的接触力沿垂向简化为关于x轴的线性函数,分别加载到接触区域相应的单元节点上;(2)将垂向接触力的分布用关于x轴,y轴和z轴的三次多项式拟合,加载到接触区域相应的单元节点上.各节点载荷大小根据所有节点载荷与总垂向作用的载荷相等确定[5].接触力简化方式的计算结果见表1.2种不同简化措施示意见图8.根据2种简化方式与接触算法应力、计算时间的比较可知,与设置复杂、较难收敛的接触算法相比,2种简化方式都大大缩短软件的计算时间.A形吊耳接触面的垂向接触力采用垂向加载的简化方式加载到有限元模型相应区域,简化效果最好.
3吊耳极限强度分析
在吊耳的设计载荷下进行接触强度校核,结果产生局部塑性变形,结构的平均应力远未达到许用值,此时的吊耳结构并未丧失承载能力,还可以继续使用.因此,为获取吊耳结构的塑性极限承载能力,确定极限强度水平与设计载荷水平之间的确切裕度,基于Abaqus有限元软件,采用非线性有限元分析方法,充分估量吊耳结构的最大承载能力.
3.1求解方法
在结构极限强度非线性有限元分析的求解方法中,准静态法和弧长法是2种主要的求解方法.
准静态法从本质上讲是一个结构动态求解的过程,在求解时由一个增量步的动力学条件计算下一个增量步的动力学条件,直至求解时间结束.其优点在于收敛性极佳,适于对复杂模型进行非线性有限元极限强度的计算;缺点是求解时间比较长.
弧长法的求解思路是通过设置一个参数弧长控制平衡方程的增量迭代和收敛.其优点在于求解时间较短,且能够有效追踪结构的卸载阶段;缺点是收敛性较差,在实际运用中可能存在跟踪失败的问题.
为较好地跟踪结构的卸载阶段,本文采用弧长法对吊耳的极限强度进行求解.弧长法初始时间增量为0.002.
3.2结果分析
A形吊耳结构网格划分较细,单元数量很多,由于结构对称,为缩短计算时间,取其一半建立模型,设置对称边界条件.模型采用四节点线性四面体单元C3D4建模,接触区域网格尺寸为1.5 mm,选用插销与吊耳的半径比为95%,接触区域无摩擦;边界条件为:插销两端刚性固定,吊耳底面仅放松y向位移,对吊耳底面节点施加位移进行加载.弧长法求解结果见图9和表2.
由图9和表2可知,吊耳结构的设计载荷与极限载荷之间的安全因数为4倍以上,在上层建筑的实际吊装作业中,按照设计工作载荷使用吊耳结构是绝对安全可靠的.
4结论
采用Abaqus有限元软件,对A形吊耳结构的接触强度进行系统的分析,并分析载荷方向的不同对接触力的影响;提出相应的接触力简化方式;最后,对A形吊耳结构的极限强度进行研究,确定吊耳在设计载荷与极限载荷下的强度裕度.
(1)A形吊耳结构设计较优,在不同方向上的受力结果相差不大.
(2)A形吊耳接触面的垂向接触力采用垂向加载的简化方式加载到有限元模型相应区域,简化效果最好.简化方法与原接触算法相比,计算时间短、精度较高,可供工程实用参考.
(3)吊耳结构的设计载荷与极限载荷之间的安全因数为4倍以上,在上层建筑的实际吊装作业中,按照设计工作载荷使用,吊耳结构安全可靠.参考文献:
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[2]王富耻, 张朝晖. ANSYS10.0有限元分析理论与工程应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2006.
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[4]薛云, 张延昌, 王自力, 等. 船舶分段吊装吊耳强度分析[C]//第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集, 2009: 181.
[5]张晓音. 吊装眼板在船舶工业使用中的安全可靠性分析[D]. 大连: 大连理工大学, 2004.