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云计算技术在气象培训中的应用

2016-10-22 16:06:10     字体:   打印 收藏


摘 要:云计算技术在气象培训中的应用,给培训理念和培训方式方法带来了巨大变革,将基于B/S的传统网络教学转向基于云计算的新型网络教学模式,极大解决了现有培训教学管理平台的效率低、成本高、扩展性差的缺点。笔者结合目前气象培训中存在的教学管理、远程培训和教学资源共享中存在的问题,通过分析云计算的应用现状和特点,提出以云计算技术构建气象培训平台的思路,实现气象培训能力、培训管理效率、培训资源共享和培训效果大幅提升。

关键词:云计算;气象培训;资源共享

 近年来,气象培训得到了快速发展,但在使用现有网络培训平台开展培训工作时存在参培学员信息不能及时更新、培训资源不能广泛共享、在线学习不流畅等问题,一定程度上影响了气象培训的发展和信息化水平。云计算的超强计算能力、存储能力、虚拟化、高可靠性、通用性、高扩展性以及低廉的使用成本等特点,使传统网络平台中存在的问题得到很好解决。

  基于云计算的气象培训平台包括培训报名、在线学习、培训资源库、系统管理和通讯答疑5个系统,同时还可以根据培训需求的不断变化扩展新的功能,云计算服务于气象培训教育已成为必然趋势。如何使用云,最大程度地利用云计算所提供的服务辅助教育是当前气象培训研究的重要问题之一。

  1 云计算概念

  云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡和热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物。

  美国国家标准与技术研究院(NIST)将其定义为[1]:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问,进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。

  2 云计算的优势和特点

  云计算作为一种全新信息技术,打破了原有信息服务的思维,通过管理大量分布计算和存储资源,形成一个超大的,并且可以无限扩展的资源池,使得资源实现按需、动态、弹性分配,用户可以随时随地调取、切换需要的资源,根据需求访问计算机和存储系统。这意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水、电一样,取用方便,费用低廉[2]。最大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。云计算具有超大规模的计算和存储能力,服务端的虚拟化使得用户在应用时无需考虑自己的位置,超强的容错机制和备份功能带来超强的可靠性,同时还具备通用性、可扩展性和使用成本低廉等特点和技术优势。

  3 云计算技术在气象培训中应用需求分析

  气象培训的深入发展对培训质量和培训效果有了更高要求,培训研究中需要的大量数据无法全面高效获取,给培训班型设计、课程体系建设、教材建设、师资库管理、培训学员信息统计、培训电子图书馆和阅览室建设、网上考试系统建设、远程教学资源建设、教学案例库建设以及培训评估等工作带来了诸多不便,往往消耗大量人力、物力和财力却无法获得有效数据,或者大量数据资料需要消耗大量时间和精力去维护和整理。云计算的基本特点可以从培训发展的各个方面弥补其中的不足。现就从比较常见的问题入手,举个别实例分析气象培训发展中对于云计算技术的应用需求。

  3.1 基于云计算的培训报名系统

  目前,培训报名系统采用的是B/S模式的数据管理信息系统。全国气象部门所有在职职工的数据信息都存储在该系统中,但是却缺乏有效的维护机制。人员退休、升迁、调动、职称、联系方式等基本信息数据随时都有可能发生变化,但后台维护人员并不清楚散布在全国气象在职职工的信息变化,虽然可以建立一整套维护信息数据的机制,但维护成本过高。

  基于云计算的培训报名系统可以实现客户自我维护相关数据的功能,通过有效的安全验证,系统自动授权客户端用户修改个人数据,涉及职务职称等数据也可通过提交电子验证手续来获得修改数据的权利,这样维护的数据准确性极大提高,也极大降低了维护成本。

  3.2 基于云计算的网络图书馆

  目前,传统网络图书馆受到图书馆存储能力、服务器计算能力、网络带宽不足等因素制约。为保证数据安全和可靠运行,图书馆会设定最大服务响应数量及接入终端数量。使用云计算模式建立的网络图书馆将彻底解决这些问题,并且用户无需限定在某个固定位置或者某个固定机构访问,基于云计算的网络图书馆是完全开放的,完全不受自身位置的限制,也可以使用手机等客户终端进行访问。同时,可以将全国气象部门所有培训机构的电子图书、培训教材等资源进行整合,实现气象培训资源共享。

  3.3 气象培训教育资源库云共享

  气象业务包括多个学科,需要多领域的专业知识,包括大气科学、遥感、网络、通信、雷电防护、气象装备保障等,这也决定了培训项目的多样性。因此,气象培训教育资源会随着培训的不断深入而积累大量资料,但目前这些资料却不能够得到统一管理和有效整合,研究人员获取数据需要花费大量精力。

  以云计算技术建立的气象培训教育资源库采用集中存储方式,所有数据被存储在规模庞大的数据中心,它们有先进的技术和专业的团队负责数据管理和安全工作,能满足资源库规模扩大和数据安全的要求[3]。另外,云计算能跨设备、跨平台,用户可轻而易举地在各种终端之间同步获取数据,并可随时与任何人分享,具备良好的开放性和共享性,使资源共享成为可能,避免形成资源库孤岛[4]。

  4 云计算气象培训平台架构

  根据云计算技术特点和气象培训中需要解决的瓶颈问题,基于云计算的气象培训平台需要培训报名系统、在线学习系统、气象培训云资料库系统、系统管理系统和通讯答疑系统5个功能模块,其结构如图1所示。

  

    图1 云计算气象培训平台结构图

  4.1 基于云计算技术的培训报名设计思路

  基于云计算的培训报名系统除基本的报名功能之外,最重要的是利用云计算平台的优势维护培训学员的基本信息。人员信息的不断变化给维护信息造成了很大困难,利用云计算技术可以找到很好的解决方案。云计算超凡的计算和存储能力、以及良好的扩展性和数据安全性,可以把各单位人事部门的人事管理系统纳入到该平台。每位学员报名时必须填写包括职务、职称、工作单位和出生年月在内的所有信息,并与人事管理系统数据进行对比验证。

  4.2 基于云计算技术的在线学习系统设计思路

  在线学习系统需要足够的计算、存储和带宽才能使学员有较好的应用体验,基于B/S模式的在线学习系统想要达到较好的应用体验需要花费高昂费用。结构集中式访问教学资源,当用户在同一时间段的访问量达到饱和时易造成网络阻塞[5]。云计算技术的应用可以极大降低建设成本,优化网络资源。基于云计算技术的在线学习平台包括班级管理、培训资料下载、作业管理、考试管理和成绩查询等功能模块[6]。

  4.3 基于云计算技术的培训资源库系统设计思路

  培训资源库包括云图书馆、云培训师资库、云气象培训资料库和资料检索系统4个模块[7]。目前,气象培训由总院和8个分院及部门培训中心构成,培训图书、师资库和培训资料都相对孤立,为解决资料孤岛现象,需要运用云计算技术将所有分散的培训资源进行整合,实现资源共享和互联互通[8]。

  5 结 语

  云计算为培训信息化建设和发展提供了新的模式,在培训领域拓展出了新的教学空间,现有培训资源实现云共享,极大降低了建设和使用成本,并且不受地域的限制,让分散在全国的气象培训机构都能够最快登录到云。云计算技术使超级计算服务和超级存储成为可能。云计算技术的不断成熟与应用,给气象培训能力的提升带来了新的机遇,作为整合教育资源的有力手段,云计算必然会在气象培训领域得到越来越广泛的应用。

  参考文献

  [1]邹艳,李鸿科.云计算及其在教育中的应用[J].软件导刊(教育技术),2009(8):71-72.

  [2]杨文.Hadoop云计算平台在高校实验室教学环境中的实现[J].电脑知识与技术,2011(9):2179-2184.

  [3]贺小华.云计算在教育中的应用———以Google协作平台为例[J].软件导刊(教育技术),2009(9):71-74.

  [4]钟锋.云计算辅助教学的协作式教学环境的设计与实践[J].中国教育信息化,2011(6):63-66.

  [5]刘琨,李爱菊,董龙江.基于Hadoop的云存储的研究及实现[J].微计算机信息,2011(7).

  [6]张涛,王磊.基于云计算的高校远程教学系统的设计与实现[J].继续教育研究,2011(7):24

  [7]周志广.谈谈现代教育技术在教育教学中的作用[J].教育科学,2012(5):150.

  [8]黎加厚.走向教育技术“云”服务[J].远程教育杂志,2008(3):79.

  作者简介:赵智鹏(1979-),男,山东巨野人,本科,讲师。研究方向:计算机网络、人工智能、气象培训。

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