云計(jì)算在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用研究

1、    云計(jì)算在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用研究    祝旭摘要：在it行業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，科技的發(fā)展帶動(dòng)時(shí)代的變遷，未來it行業(yè)發(fā)展的趨勢就是云計(jì)算。計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜、枯燥，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，必須充分利用計(jì)算機(jī)信息平臺，來構(gòu)建完善的課程學(xué)習(xí)模塊，才能使學(xué)生的實(shí)踐操作能力得到鍛煉。文章主要以云計(jì)算工具作為出發(fā)點(diǎn)，針對云計(jì)算在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用進(jìn)行了深入研究，并提出了相關(guān)建議。關(guān)鍵詞：云計(jì)算；計(jì)算機(jī)；教學(xué)；課程學(xué)習(xí)模塊2007年，谷歌與阿里巴巴等大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)聯(lián)合提出“云計(jì)算”的概念，當(dāng)前，亞馬遜

2、、谷歌、百度等大型計(jì)算機(jī)企業(yè)都建立了相應(yīng)的云計(jì)算系統(tǒng)，云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展成熟，對于推動(dòng)全球互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展進(jìn)步起到重要作用。在我國的高校計(jì)算機(jī)教學(xué)工作中，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)工具已經(jīng)進(jìn)行了較長的時(shí)間，然而計(jì)算機(jī)運(yùn)用技術(shù)一直沒有發(fā)展突破，仍然停留在初級階段。近幾年來，社會(huì)各界對于云計(jì)算與云服務(wù)的關(guān)注力度不斷擴(kuò)大1。筆者認(rèn)為，通過運(yùn)用云計(jì)算服務(wù)平臺來整合各種教學(xué)資源，通過設(shè)計(jì)和構(gòu)建計(jì)算機(jī)教學(xué)的云計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)，能夠更好地交流、共享教學(xué)資源，節(jié)約硬件支出，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，對于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技能起到重要作用。1 云計(jì)算的相關(guān)概述1.1云計(jì)算的具體定義云計(jì)算主要指的是充分融合分布式計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)

3、儲存技術(shù)、并行計(jì)算與效用計(jì)算技術(shù)、虛擬化與負(fù)載均衡等等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分結(jié)合起來，它是在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的基礎(chǔ)上不斷增加、使用以及交付其他模式，其能夠利用互聯(lián)網(wǎng)給用戶提供相應(yīng)的動(dòng)態(tài)以擴(kuò)展的虛擬化資源，滿足用戶使用需求。通過利用大量的分散式計(jì)算機(jī)來進(jìn)行計(jì)算，能夠增強(qiáng)計(jì)算效率，如果用戶需要使用信息數(shù)據(jù)資源，只需要提出訪問請求，就能夠從特定計(jì)算機(jī)儲存系統(tǒng)中獲取相關(guān)資源。云計(jì)算主要包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、軟件服務(wù)以及平臺服務(wù)等幾種不同的服務(wù)類型，首先，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)主要通過分布計(jì)算機(jī)來提供服務(wù)，而平臺服務(wù)指的是利用研發(fā)操作平臺來提供相應(yīng)服務(wù)，其能夠開放編程環(huán)境，為用戶開放數(shù)據(jù)庫，建立web服務(wù)。最后，軟件服務(wù)主要利用in

4、ternet軟件來提供服務(wù)，但是用戶在使用軟件時(shí)必須向供應(yīng)商付費(fèi)購買軟件2。1.2云計(jì)算的主要特征1.2l虛擬化云計(jì)算的顯著特征就是虛擬化，其主要利用資源虛擬化，使計(jì)算機(jī)軟件與硬件完全分離出來，能夠隨時(shí)給各地的用戶提供虛擬化資源，而且能夠根據(jù)用戶需求合理配置、管理虛擬化資源。1.2.2規(guī)?；朴?jì)算平臺的規(guī)模非常龐大，其中谷歌云計(jì)算的服務(wù)器數(shù)量就達(dá)到了幾百萬臺，同時(shí)，我國的許多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的私有云系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)量也有上千萬臺，所以云計(jì)算形成了較大的規(guī)模。1.2.3高可靠性通過應(yīng)用云計(jì)算系統(tǒng)，能夠借助于數(shù)據(jù)冗余技術(shù)以及分布式儲存技術(shù)，選擇出有利的、高可靠性的信息數(shù)據(jù)，對于自動(dòng)檢測服務(wù)器中的許多失效節(jié)點(diǎn)

5、，也能夠隨時(shí)進(jìn)行排除，避免對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，所以使云計(jì)算的可靠性和可用性增強(qiáng)。1.2.4經(jīng)濟(jì)性在運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)時(shí)，能夠按照用戶需求來提供相應(yīng)的服務(wù)，在用戶需要獲得服務(wù)時(shí)，只需要根據(jù)自身需求進(jìn)行付費(fèi)，就能夠讓云計(jì)算運(yùn)營商來提供相應(yīng)的應(yīng)用程序、平臺和基礎(chǔ)設(shè)施等重要資源，節(jié)約了大量的軟硬件設(shè)施，能夠隨時(shí)給用戶提供定制以及修改服務(wù)，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)性目的。2 當(dāng)前計(jì)算機(jī)教學(xué)中存在的問題通過對我國的計(jì)算機(jī)教育的整體情況進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，其中主要存在以下幾點(diǎn)問題3。2.1教學(xué)資源的問題在各大院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)教育體系中，教學(xué)資源的分布缺少均衡性，不同地區(qū)院校的教學(xué)資源配置不夠平衡，主要原因在于部分地區(qū)的經(jīng)

6、濟(jì)發(fā)展水平較低，院校沒有配備完善的實(shí)驗(yàn)室和電腦設(shè)備等教學(xué)資源，而教師也不愿意在比較落后的地區(qū)教學(xué)。在it信息化技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)教學(xué)中對于教學(xué)資源的需求越來越大，需要不斷更新教學(xué)設(shè)備，完善教學(xué)資源，才能滿足教學(xué)需求，但是在更新實(shí)驗(yàn)室或電腦移動(dòng)設(shè)備時(shí)，需要大量的資金，許多高校無法承擔(dān)高額支出費(fèi)用。除此之外，各個(gè)地區(qū)高校的教學(xué)資源沒有實(shí)現(xiàn)全面共享。目前，許多高校雖然設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)教育以及遠(yuǎn)程教育課程，并且應(yīng)用微課和慕課等教學(xué)資源，但是許多地區(qū)高校為了保護(hù)本校教學(xué)資源，或者資源共享平臺沒有建立起來，所以無法實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源開放共享，最終對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。2.2教學(xué)方法不夠科學(xué)隨著社會(huì)的快速發(fā)展

7、，高校云計(jì)算課程教學(xué)改革也在不斷推進(jìn)，必須不斷更新和完善計(jì)算機(jī)教學(xué)方法，才能滿足時(shí)代的發(fā)展需求。在計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)教學(xué)課程中，主要由教師來下達(dá)課程任務(wù)，然后讓學(xué)生按照教師的步驟要求來進(jìn)行上機(jī)操作，這也就導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際操作能力無法得到鍛煉。在大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，必須讓學(xué)生的理論知識和實(shí)踐能力充分結(jié)合起來，使學(xué)生自己運(yùn)用理論知識進(jìn)行實(shí)踐操作，在實(shí)驗(yàn)摸索中才能逐漸提升業(yè)務(wù)水平。3 云計(jì)算在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用建議3.1構(gòu)建云計(jì)算教學(xué)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中，缺少完善的實(shí)踐教學(xué)體系，雖然具有比較清晰、合理的結(jié)構(gòu)，但是缺少實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。所以，筆者在計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用云計(jì)算工具，通過建立云計(jì)算教學(xué)系統(tǒng)，能夠有

8、效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，激發(fā)學(xué)生思考。由于亞馬遜云計(jì)算能夠提供比較完善的服務(wù)，所以必須運(yùn)用亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其中包括簡單儲存服務(wù)、簡單排列服務(wù)、簡單數(shù)據(jù)庫服務(wù)以及彈性計(jì)算云服務(wù)等主要模塊。通過對計(jì)算機(jī)云計(jì)算教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，其中主要利用ssh來對教學(xué)資源進(jìn)行訪問，然后通過ec2把計(jì)算機(jī)教學(xué)的重要組件運(yùn)行起來，然后通過s3把數(shù)據(jù)資源儲存起來，利用ec2給用戶提供負(fù)載均衡服務(wù)，然后通過aws對學(xué)生的開發(fā)以及應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行自動(dòng)部署。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的彈性負(fù)載均衡模塊中，能夠采取合適的方式把應(yīng)用入口的流量及時(shí)發(fā)送給ec2實(shí)例，從而保障應(yīng)用系統(tǒng)的容錯(cuò)性良好。在云計(jì)算系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)備份主要利用ec2生成卷

9、的快照snapshot，然后把數(shù)據(jù)信息儲存在s3版塊中。為了提高系統(tǒng)的安全性，可以利用ec2的保護(hù)機(jī)制，全面保護(hù)系統(tǒng)資源。除此之外，在vpc內(nèi)部還建立了專有實(shí)例，利用專有實(shí)例，能夠?qū)ｉT給特定的用戶提供應(yīng)用實(shí)例，從而使系統(tǒng)的安全性得到大大提升。3.2充分整合教學(xué)資源在計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用云計(jì)算工具，能夠使實(shí)驗(yàn)室設(shè)備最小化，能夠直接利用云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)代替實(shí)驗(yàn)室或電腦設(shè)備，學(xué)生只需要利用簡單的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端，就可以在瀏覽器中獲取相關(guān)的教學(xué)資源，建立完善的云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，從而減少了大量的成本資源支出，而且能夠打破時(shí)間和地點(diǎn)的限制，能夠讓用戶隨時(shí)隨地開展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程。同時(shí)，高校在計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)用云計(jì)算工具，需

10、要充分整合教學(xué)資源，可以建立設(shè)備中心，通過設(shè)備中心來給用戶提供應(yīng)用服務(wù)，使終端能夠和云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效對接，能夠直接和虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行訪問，并提供應(yīng)用服務(wù)。而且高等院校還要充分運(yùn)用虛擬技術(shù)，來合理分配教學(xué)資源，在不同的設(shè)備中心分別設(shè)立虛擬云接入點(diǎn)，能夠快速進(jìn)入云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)獲取教學(xué)資源。3.3管理和應(yīng)用云計(jì)算實(shí)踐平臺隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，社會(huì)對于實(shí)踐應(yīng)用型人才的需求不斷擴(kuò)大，只有不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，才能滿足未來崗位的發(fā)展需求。因此，在高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中，教師需要具備良好的專業(yè)素質(zhì)，能夠利用云計(jì)算平臺給學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情景，使學(xué)生在實(shí)踐情景中進(jìn)行實(shí)踐模擬訓(xùn)練，才能加深學(xué)生的認(rèn)知，有效培養(yǎng)學(xué)生

11、的實(shí)踐操作能力。例如：計(jì)算機(jī)專業(yè)教師在教學(xué)工作中可以把一些文件或者軟件程序存放在服務(wù)器終端上，這樣能夠通過網(wǎng)絡(luò)管理人員來展開統(tǒng)一管理，而學(xué)生與教師只需要利用服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和賬號密碼就能夠隨時(shí)登錄網(wǎng)站獲取學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、資料，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料共享。同時(shí)，可以利用云計(jì)算平臺綜合分析學(xué)生的知識基礎(chǔ)掌握情況，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況采取針對性的教學(xué)方式，才能不斷提高計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量4。4 結(jié)語總而言之，計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)模式不斷發(fā)生變化，必須適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展趨勢，充分融合與利用云計(jì)算技術(shù)，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，對于促進(jìn)我國的高校計(jì)算機(jī)教學(xué)發(fā)展起到重要作用。參考文獻(xiàn)1馬莉莉基于云計(jì)算的混合式學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用j.軟件導(dǎo)刊，2015（2）：175-1