遠程教育中網(wǎng)格分布式技術(shù)服務管窺

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1網(wǎng)格技術(shù)在遠程教育中資源共享中的應用

1.1遠程教育主要特點和網(wǎng)格技術(shù)應用的優(yōu)勢

遠程教育是由過去的函授、電視廣播、網(wǎng)絡教育等伴隨著科學技術(shù)手段不斷發(fā)展，又非獨立產(chǎn)生的一種教學方式，它是實現(xiàn)終身教育而獲取教學資源的一種有效渠道。學習資源豐富的最大化是遠程教育學習的最大一個特點。而網(wǎng)格技術(shù)應用中最為核心的是為各種網(wǎng)絡上的資源提供一種安全、高效的共享機制，使得各種異構(gòu)和孤立的資源，能夠以一個整體的形式為用戶提供各種計算和信息服務。因此，網(wǎng)格技術(shù)的應用能促進教學資源的優(yōu)化整合、全面共享和作業(yè)交互。網(wǎng)格技術(shù)應用在遠程教育中的優(yōu)勢概括為以下兩點。

(1)網(wǎng)格技術(shù)的應用在物理上將互連的眾多資源匯聚起來，聯(lián)合提供服務，最大化實現(xiàn)資源的全面共享。即將分布在教育教學中將各高等院校多媒體課件、數(shù)字教學視頻、無紙化習題庫、網(wǎng)絡化考試系統(tǒng)以及各類論文文獻等海量信息資源集成起來，建立起一個集教育教學為一體的信息網(wǎng)格，覆蓋到各個地區(qū)，提供統(tǒng)一的、高效的信息服務，同時提供主動學習方法和交互式的教學方式，使教師和學生之間的學習和交流成為現(xiàn)實。

(2)通過分布式資源的協(xié)作與共享，把大量的教育資源匯聚在網(wǎng)絡上，這樣使學習資源得到充分的利用，并且極大的提高學習者的學習效率和質(zhì)量，為遠程教育教學的信息化發(fā)展提供了更廣闊的空間。同時網(wǎng)格技術(shù)應用在遠程教育資源中，也能夠大大縮減教師個體的備課時間，將這些時間用做擴充知識領(lǐng)域，豐富授課的內(nèi)容容量，突出授課內(nèi)容的重難點方面。而且還會加強了教師與教師之間，教師與學生之間的互動性，擴展了教師思維的廣度與深度，提高學習者學習的興趣與效率，從根本上進一步提升整體教學質(zhì)量。

1.2網(wǎng)格技術(shù)下教學資源分布式應用分析

1.2.1分布式網(wǎng)格教學資源服務系統(tǒng)

遠程教學系統(tǒng)的網(wǎng)格系統(tǒng)面向用戶使用的入口，遠程教學平臺通常具有是一個開放的Web入口界面，通過這個界面用戶可以使用網(wǎng)格系統(tǒng)提供各種功能，如安裝新的網(wǎng)格程序、提交網(wǎng)格作業(yè)、使用網(wǎng)格程序提供的功能。首先，可以根據(jù)利用GT3開發(fā)平臺技術(shù)構(gòu)建一個分布式網(wǎng)格教學資源服務系統(tǒng)ERSDG(EducationResourceServiceDataGrid)，為不同分支機構(gòu)(教育受體)通過教育資源訪問口，訪問現(xiàn)有資源管理系統(tǒng)中的教育資源數(shù)據(jù)庫服務，從資源庫獲取所需要的教育資源數(shù)據(jù)，并同步到本地環(huán)境中的資源庫中。其次，為了實現(xiàn)教育資源的共享，必須要針對高帶寬廣域網(wǎng)環(huán)境進行優(yōu)化以便解決網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)據(jù)的統(tǒng)一傳輸，于是就需要一種基于FTP協(xié)議基礎(chǔ)上的文件傳輸協(xié)議即GridFTP協(xié)議。目前，該協(xié)議是由Globus工作組開發(fā)的一種安全可靠的高性能網(wǎng)格文件傳輸協(xié)議。為了實際使用的需要，GridFTP協(xié)議的安全性方面采用了RFC2228(FTPSecu-rityExtensions)中提出的機制，對GSI(GridSecurityInfrastructure，網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設施)和Kerberos提供支持，在實現(xiàn)高效傳輸上它支持第三方控制的數(shù)據(jù)傳輸、并行數(shù)據(jù)傳輸、條狀數(shù)據(jù)傳輸、部分文件傳輸、緩沖區(qū)大小自動協(xié)商、出錯重傳等機制。各資源分支機構(gòu)通過設計開發(fā)統(tǒng)一接口，在上傳數(shù)字資源的同時，自動調(diào)用GridFTP協(xié)議，從而將相關(guān)教學資源文件同步上傳到網(wǎng)格的各個節(jié)點之上，再由網(wǎng)格教學資源服務系統(tǒng)實現(xiàn)自動分布和同步傳輸功能。因此，具備了這一資源共享的能力，就可以構(gòu)建教學資源訪問和集成的虛擬化界面，最終網(wǎng)格服務簡化了用戶或客戶端程序?qū)Ψ植际浇虒W資源的訪問過程，實現(xiàn)了教學資源的的發(fā)現(xiàn)、組織、管理、、分發(fā)和交換等方面的整合和集成。

1.2.2分布式視頻和點播平臺

通過網(wǎng)格技術(shù)，可以實現(xiàn)將原來的分散管理和維護方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣蛹泻驼{(diào)度方式，實現(xiàn)無障礙資源共享。它不僅能夠提供內(nèi)容最為豐富的大學課程視頻點播服務，而且提供了能同時支持成千上萬路視頻流的服務能力。大學課程在線網(wǎng)格系統(tǒng)(Realcourse)應該建立在ChinaGrid公共支撐平臺(CGSP)之上，通過Realcourse為用戶提供“一站式”服務，將每個學校各自維護自己的資源，自動納入到系統(tǒng)管理中，這種分布式管理方式可以在較短的時間內(nèi)聚集大量課程資源。分布式視頻和點播平臺的最終目標為了實現(xiàn)在系統(tǒng)上支持全國各所重點院校的服務器，可以提供并發(fā)不同專業(yè)的不同課程的可靠視頻流服務。對于用戶可以獲取所有的視頻教案資源，只是根據(jù)自己的需求和喜好通過點播平臺點播不同學校不同專業(yè)的不同課程進行學習。因此，網(wǎng)格技術(shù)在遠程教育應用中，可以將不同的教育資源連接地理上分布的各類計算機(包括機群)、數(shù)據(jù)庫、各類設備和存儲設備等，形成對用戶相對透明的虛擬的高性能計算環(huán)境，應用包括了分布式計算、高吞吐量計算、協(xié)同工程和數(shù)據(jù)查詢等諸多功能。總之，由網(wǎng)格技術(shù)構(gòu)建下的教學資源服務系統(tǒng)和分布式視頻和點播平臺，更好的解決了目前遠程教育中存在的資源共享不對稱導致的資源建設重復，利用率低下等不足。根本上解決了計算機體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡布局中的差異最終實現(xiàn)了異構(gòu)機器或機群之間的協(xié)作和轉(zhuǎn)換，達到教學資源最大化利用這一目標。

2結(jié)語

網(wǎng)格技術(shù)在遠程教育系統(tǒng)中的應用將是其中非常重要的一個方向，到目前為止網(wǎng)格的實際應用系統(tǒng)還比較少，建立一個以網(wǎng)格為核心技術(shù)的遠程教育教學系統(tǒng)是非常復雜的，需要更進一步的研究。隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷發(fā)展完善，必然會極大地影響現(xiàn)代遠程教育的發(fā)展。未來的遠程教育將更加突出學習過程中的協(xié)作學習和知識管理，虛擬學習社區(qū)將成為網(wǎng)格環(huán)境下遠程教育的非常重要的教育形態(tài)。在這方面，網(wǎng)格技術(shù)具有強大的支持力，不同的網(wǎng)格應用類型將滿足遠程教育的需求，特別是知識網(wǎng)格的實現(xiàn)，將對遠程教育產(chǎn)生巨大的影響。

作者：胡培成 傅國軒 單位：青海廣播電視大學 青海黃河上游水電開發(fā)有限責任公司