[发明专利]基于虚拟化与云计算的在线协同学习架构及方法

说明书

技术领域

本发明关于一种在线协同学习架构及方法，特别是涉及一种基于虚拟化与云计算的在线协同学习架构及方法。

背景技术

教学的目标，是知识的传递，能力的提高，素质的培养。当前，传统的课堂式教学依然是各大高校、中小学主要采用的方式，以面对面、口头传授、教师主讲为特征，是教学的主流方式，得到了广泛发展。

同时，针对这种方式的弊端，如时空限制较大、教学成本较高、学生主动性得不到发挥、社会所看重的团队合作能力未有机会得到历练等，市场上出现了许多辅助学习方式，如E-learning、小组学习、计算机支持的协作学习(CSCL)等。

其中，CSCL能够充分利用当前先进的计算模式，以小组内的协作学习为核心，充分调动学生的学习积极性，近年来受到了诸多专家与教育机构的关注。CSCL的发展总是伴随着计算模式的革新而不断向前推进，如集中式服务器、点对点网络、网格计算等，并以这些技术为底层架构进行学习内容的组织、学习功能的编制。然而，在新的教育形势下，用户群体规模与知识规模持续增长，学生对教育系统的需求不断提升，尤其表现在动态性上，也就是对学习系统在可用性、可扩展性上提出了新的更高的要求。同时，考虑到全国上下对低碳社会与绿色生活的追求，如何提高系统的能源效率，减少碳排放，也是原有系统无法跟上新形势的另一个原因。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于虚拟化与云计算的在线协同学习架构及方法，通过建立在线协同学习的架构，并结合利用云计算模式，实现了提升在线协同学习效率的目的。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于虚拟化与云计算的在线协同学习架构，至少包括：

物理层，位于该架构的最底层，向上提供硬件支持；

支持层，为资源池的集中地，包括各种资源；

管理层，为该架构的决策层，包括虚拟机的调度策略，能源管理策略；以及

用户层，提供用户完成请求的配置与再配置。

进一步地，该物理层将许多同构/异构的服务器互联，通过虚拟化技术来构建一统一的、多功能的资源池。

进一步地，该支持层借助虚拟化技术提供的相应支持，包括以下两个组件：

A.学习池，该学习池内有多个虚拟学习机，可以通过中央调度器来向学生分发，并组成多个不同的协同学习小组。

B.数据池，该数据池内有虚拟机镜像、学习内容。

进一步地，该管理层包括以下两个模块：

A.学习管理系统，该学习管理系统基于一些预定义的规则，将用户请求调度到目标虚拟机上，或者新建一个虚拟小组，或者将目标虚拟机加入到已有虚拟小组中去，调度之后，还负责监听，以快速实现虚拟机的请求变更，分发器负责将调度结果落实到学习池中去，包括准备相应的虚拟机镜像与学习内容；

B.学习内容管理系统，该学习内容管理系统接受来自该用户层与该学习内容管理系统的请求，并通过调度器与分发器来执行，该调度器通过评估用户的个人资料与历史情况来做决策，该分发器负责将数据内容分发到指定的虚拟机上。

进一步地，用户通过该用户层可以接入到CSCL系统中，并通过自带的浏览器完成请求的配置与再配置。

进一步地，该架构基于浏览器/服务器模式，采用层次化设计。

进一步地，该架构的层间通信通过Web service接口实现的，信息共享通过数据库实现。

为达到上述及其他目的，本发明还提供一种基于虚拟化与云计算的在线协同学习方法，包括如下步骤：

进行个人学习，以完成全部知识的分部覆盖；

进行双向或多向的讨论，以将个性化的知识进行传递或梳理，实现了知识在每个成员脑内的全覆盖；

根据当前所学知识发布一个或多个工程，成员在组长的协调下进行分工合作，以协作的方式来完成；

根据工程完成情况，对小组进行评估。

进一步地，该方法采用虚拟机节能调度方法，当学生数量较少时，后台的物理节点可以自动进入节能模式来减少能耗，实现资源池的动态收缩；而当学生规模上涨时，又可相应的通过远程指令实现节点工作的正常化，以实现资源池的动态扩张。

进一步地，该方法采用虚拟磁盘节能调度方法，为学生提供虚拟存储空间，方便与任意虚拟机实现实时挂载与卸载。